고기능성 스마트 섬유 대량 생산길 열었다

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 기존 섬유에 디지털 정보 기술을 넣은 미래형 섬유를 대량 생산할 가능성을 제시했다.

박인규 KAIST 교수, 강민구 KAIST 박사과정, 안준성 고려대 교수, 정용록 한국원자력연구원 박사, 정준호 한국기계연구원 박사.(사진=KAIST)

한국과학기술원(KAIST)은 박인규 기계공학과 교수가 안준성 고려대 세종캠퍼스 교수, 정용록 한국원자력연구원 박사, 정준호 한국기계연구원 박사와 함께 ‘스마트 섬유용 금속·세라믹 나노리본 얀 제조 기술’을 개발했다고 8일 밝혔다.

기존 섬유에 전도성 나노 물질을 코팅해 스마트 섬유로 발전시켜 왔다. 하지만 스마트 섬유의 응용 분야 다양성과 성능 확보에 물리적인 한계가 있었다.

공동연구팀은 스마트 섬유용 기능성 나노섬유의 재료적 한계점을 극복하기 위해 범용적 금속·세라믹 나노리본 섬유 제조 플랫폼 기술을 개발했다.

나노임프린트 리소그래피로 제작한 나노 몰드(나노구조 패턴이 있는 기판)에 금속을 쌓은뒤 플라즈마 식각 공정을 통해 몰드를 식각하면 공중부양된 금속·세라믹 나노리본을 얻을 수 있다. 기판과의 접착력이 약해진 나노리본 다발을 얀 형태로 꼬아주면 최종적인 나노리본 얀 형상을 확보할 수 있다.

금속세라믹 나노리본 얀의 전자주사현미경 이미지.(자료=KAIST)

연구팀은 금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 백금, 텅스텐 산화물, 주석 산화물, 니켈 산화물, 인듐 산화물, 구리 산화물 등 다양한 소자로 나노리본 얀의 제작 가능성을 입증했다. 나노리본 얀이 수소, 암모니아 등 그린 가스를 감지하는 고성능 가스 센서로 활용될 수 있고, 물 전기분해 등 그린 에너지 소자로 응용될수 있다는 사실을 확인했다.

연구팀은 앞으로 무기물 나노섬유가 기존 스마트 섬유용 소재 한계를 넘어 의료산업, 패션산업, 국방, 헬스케어용 스마트 섬유에 적용되기를 기대했다.

박인규 KAIST 교수는 “개발된 금속·세라믹 나노리본 얀 제작 기술은 스마트 기능성 나노섬유 제작 공정의 문제인 소재 다양성과 대량 생산의 어려움을 해결할 수 있을 것으로 기대된다”라며 “추후 센서·에너지 소자를 포함한 다양한 나노 전자 소자 제작에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 지난 3월 온라인판에 출판됐다.