▲ 연구 저자 이태윤교수.

국내연구진이 개발한 고신축성 전도성 스마트섬유 센서가 기존 소재의 성능을 뛰어넘는 높은 신축성과 안정성으로 IT기술과 스포츠웨어를 접목한 고기능성 스마트 웨어 등 착용형 전자기기 산업에 큰 파급력을 보일 것으로 예상된다.

연세대 이태윤 교수와 김대은 교수가 주도한 공동연구로 스타킹처럼 쭉 늘어나면서도 전도성을 유지하고 외부의 변화를 감지하여 대응할 수 있는 전도성 스마트 섬유 센서를 개발하고, 수화를 인지할 수 있는 스마트 장갑 시연에 성공했다.

기존 소재들은 길이를 늘이면 쉽게 전기적 특성을 잃어버릴 뿐만 아니라, 반복적으로 늘였다 줄일수록 더욱 쉽게 망가지는 단점이 있어 스마트 웨어를 실현하기 어려웠다.

하지만 연구팀이 개발한 스마트 변형 센서는 실 형태로 최대 3.2배까지 늘어나 변형이 심하게 일어나도 전도성을 잃지 않는다.

또한 1,000번을 늘여도 망가지지 않을 만큼 내구성이 강하고, 외부 사물의 변형 상태를 면밀하고 섬세하게 감지할 수 있는 변형 센서 기능도 동시에 구현 가능하다.

연구팀은 늘어나는 폴리머(polymer), 금속 나노 와이어와 나노 입자를 접목해 신축성이 높은 전도성 스마트 섬유 센서 개발에 성공하였다.

연구팀은 지난 12월 23일, 개발한 스마트 변형 센서를 장갑에 부착해 수화 인식용 스마트 장갑을 제작하고, 영어알파벳을 표현하는 수화 동작 인식을 시연한바 있다.

이태윤 교수와 김대은 교수는 “이번 고신축성·전도성 섬유는 변형 센서 기능도 함께 갖고 있어 늘어나는(stretchable) 기기에서 세계적 기술을 선점하였을 뿐만 아니라, 안경, 시계 등과 같은 부착 형태만 구현되는 기존 웨어러블 산업에서 더 나아가 진정한 의미의 착용형 기기 개발 가능성을 열었다”고 연구의의를 밝혔다.

한편, 이번 공동연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 중점연구소(소장 이우영 교수) 지원사업의 지원을 받아 수행됐으며 해외 재료 전문지인 어드밴스드 펑서녈 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 표지 논문으로 선정되어 4월 20일에 온라인 게재됐다.

▲ (그림상단) 제작된 고신축성 전도성 섬유와 단면 (하단)변형 센서 하이브리드형 고신축성·전도성 섬유를 이용하여 제작한 스마트 장갑 및 수화 동작 인식.