천번을 당겨도 변함없는 스마트 섬유 센서 나온다

국내 연구팀, 스타킹처럼 늘어나면서 전도성 유지 섬유 센서 개발

▲변형 센서 하이브리드형 고신축성·전도성 섬유를 이용해 제작한 스마트 장갑과 수화 동작 인식.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 스타킹처럼 늘어나면서 전도성을 유지하는 섬유 센서가 개발됐다. 국내 연구팀이 외부의 변화를 감지해 대응할 수 있는 전도성 스마트 섬유 센서를 개발했다. 수화를 인지할 수 있는 스마트 장갑 시연에 성공했다.

기존 소재의 성능을 뛰어넘는 높은 신축성과 안정성을 가지고 있어 정보기술(IT)과 스포츠웨어를 접목한 고기능성 스마트 웨어 등 착용형 전자기기 산업에 파급력이 매우 클 것으로 예상된다.

기존 소재들은 길이를 늘이면 쉽게 전기적 특성을 잃어버릴 뿐 아니라 반복적으로 늘였다 줄일수록 더욱 쉽게 망가지는 단점이 있어 스마트 웨어를 실현하기 어려웠다. 연구팀이 개발한 스마트 변형 센서는 실 형태이기 때문에 최대 3.2배까지 늘어나며 변형이 심하게 일어나도 전도성을 잃지 않는다.

또 1000번을 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 성공한 것이다. 폴리머는 여러 물질이 많은 수의 화학적 결합으로 연결돼 있는 분자 화합물을 말한다.

개발된 스마트 변형 센서를 장갑에 부착해 수화 인식용 스마트 장갑을 제작하고 영어알파벳을 표현하는 수화 동작 인식을 시연했다. 연세대 이태윤 교수와 김대은 교수가 주도했다. 연구 결과는 재료분야 전문지인 어드밴스드 펑서녈 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 표지 논문으로 선정돼 4월 20일에 온라인(논문명:Ag nanowire reinforced highly stretchable conductive fibers for wearable electronics)에 실렸다.

김대은 교수는 "이번 고신축성·전도성 섬유는 변형 센서 기능도 함께 갖고 있어 늘어나는(stretchable) 기기에서 세계적 기술을 선점할 수 있을 것"이라며 "안경, 시계 등과 같은 부착 형태만 구현되는 기존 웨어러블 산업에서 진정한 의미의 착용형 기기 개발 가능성을 열었다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr