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섬유 실을 발열소재로 만드는 기술 나왔다

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섬유 실을 발열소재로 만드는 기술 나왔다

2019.06.27 12:00
구종민 KIST 물질구조제어연구센터장. KIST 제공.
구종민 KIST 물질구조제어연구센터장. KIST 제공.

국내 연구진이 일상에서 입는 옷의 재료인 섬유를 구성하는 실 한가닥에도 붙일 수 있는 차세대 발열 소재 기술을 개발했다.

 

한국과학기술연구원(KIST)은 구종민 물질구조제어연구센터 센터장과 박철민 연세대 나노고분자연구실 교수 공동연구팀이 2차원 나노 신물질 ‘맥신(MXene)’을 이용해 유연하고 대면적으로 제작할 수 있는 발열 소자를 개발했다고 27일 밝혔다. 

 

전기에너지를 통해 열이 나는 발열 소자는 의료기기나 헬스케어 분야에 활용된다. 옷이나 의료기기에 발열 소자를 적용하려면 투명하고 기계적인 유연성이 뒷받침돼야 한다. 

 

기존 발열 소자는 금속 나노와이어나 그래핀, 산화 그래핀을 환원시키는 방식으로 개발됐다. 이 소재들은 재료비가 비싸고 기계적인 유연성이 부족한 단점이 있다. 그래핀의 경우 대면적으로 제작하는 공정을 개발하기가 어려웠다. 

 

연구팀은 금속과 유사한 전기전도도를 갖는 2차원 나노 재료인 ‘맥신’을 개발한 바 있다. 맥신은 전기전도도가 높고 표면 친수성이 있어 용액공정이 가능한 게 특징이다. 연구팀은 맥신을 활용해 발열 소자를 개발, 기존 발열 소자 물질들의 문제점을 극복했다. 

 

연구팀은 또 고분자 기판 위에 박막을 형성해 유연하면서도 큰 면적으로 제작 가능한 소자를 만들었다. 다양한 섬유 위에 바느질이나 직조 방식으로 결합할 수 있는 가능성도 제시했다. 

 

구종민 센터장은 “맥신을 고분자 섬유 위에 코팅해 차세대 웨어러블 발열 소자를 개발했다”며 “향후 전기 에너지 공급 방안과 발열 효율 등을 연구할 계획”이라고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘ACS나노’ 최신호에 게재됐다. 

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