[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 나노구조체 전사 기술을 활용해 기능성 섬유 제조 기술을 개발했다. 다양한 기능성 의복 및 웨어러블 시스템 영역에서 활용이 기대된다.

카이스트는 13일 박인규 기계공학과 교수와 정준호 한국기계연구원 박사의 공동 연구팀이 ‘전기방사 섬유의 금속 및 금속산화물 기반 나노구조체 전사 기술’을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 일상에서 웨어러블 헬스케어 응용을 위해 전기방사 섬유에 안정적으로 금속·금속산화물 나노구조체를 입히는 디지털 프린팅 기술을 처음으로 선보였다.

금속·금속산화물 기반의 나노구조체를 마이크로 스케일로 곡면 형태인 전기방사 섬유 위에 붙이는 방식이다. 나노 원형이나 마이크로 원형을 비롯한 다양한 구조체를 전기방사 섬유 위에 올릴 수 있고 금, 은, 알루미늄 같은 금속 재료부터 이산화티타늄과 같은 금속산화물까지 다양한 재료의 나노구조체를 올릴 수 있다.

연구팀은 열 성형이 가능한 열가소성 고분자를 선정해 안정적으로 전기섬유로 만들었다. 이를 산소 플라즈마로 처리해 나노구조체를 지지할 수 있는 표면으로 만들고 화학적 결합이 용이한 상태로 만들었다. 이는 사람이 착용할 수 있는 전기방사 섬유 위에 나노구조체가 결합해 다양한 기능성 의복과 웨어러블 시스템을 확장할 수 있다는 뜻으로 기술 개발의 의미가 크다.

전기방사 나노섬유란 전기장을 이용해 액체 상태의 고분자 용액을 섬유로 구현하는 방법으로 구성이 간단하고 재료의 선택에 큰 제약이 없는 방식이다. 해당 섬유는 표면적이 넓고 구조와 크기 제어가 쉬워 상용화 측면에서 유리한 부분이 있다.

박인규 교수는 “전기방사 섬유의 전사 공정의 적용 한계와 낮은 범용성, 대량 생산의 어려움을 해결할 것으로 기대되는 기술”이라며 “추후 웨어러블 헬스케어 응용을 비롯한 다양한 시스템으로 확장될 것으로 보인다”고 말했다. 이어서 “웨어러블 나노기술의 선도 국가가 되기 위한 발판이 될 것이다”고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구는 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스’ 2024 4월 온라인판에 게재됐다.