[과학을 읽다]일반 실로 짠 전자옷감 나온다

전원 꺼져도 정보 사라지지 않는 저항변화메모리 특성 갖춰

▲실제 베틀에서 옷감으로 만들어지는 메모리 소자.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 일반 실로 짜는 전자옷감 메모리가 개발됐습니다. 일반 실 형태로 만들기 때문에 기존 옷감이 가지는 유연성과 세탁성을 가집니다. 국내 연구팀은 전원이 꺼져도 정보가 사라지지 않는 저항변화메모리 특성을 가진 전자옷감을 내놓았습니다.

저항변화메모리(Resistive switching Random access memory)란 저항변화 특성을 갖는 물질이 절연체 혹은 전도체로 저항이 변한 상태가 유지돼 각각의 상태의 전도성을 기준으로 0과 1을 구분합니다. 정보를 저장할 수 있고 읽고 쓰기가 가능한 메모리 소자를 말합니다.

연구팀은 알루미늄이 코팅된 실과 탄소섬유의 접합만으로 저항변화 특성이 나타나는 전자옷감을 개발했습니다. 저항변화는 일반적으로 물질의 저항(전도성)은 물질 고유의 특성으로 그 값이 정해져 있는데 특정 물질은 전압이 가해졌을 때 저항 값의 급격한 변화로 절연체와 전도체의 특성이 번갈아 나타나는 특이한 현상을 보입니다.

기존에는 '금속(metal)-절연체(insulator, 저항변화층)-금속(metal)'의 3층 구조로 저항변화 층이 만들어졌습니다. 이번 연구는 보다 간단하게 알루미늄과 탄소섬유만으로 저항변화가 나타난다는 것을 제시했습니다. 분석 결과 알루미늄 표면의 자연산화막(native oxide layer)과 탄소섬유의 접촉면에서의 '산화-환원' 반응으로 산소 빈자리가 생성되고 사라지는 반응이 반복적으로 일어나면서 안정적 저항변화가 나타났습니다.

개발된 전자 옷감은 일반실의 형태로 짤 수 있어 완전한 옷감의 형태를 가집니다. 천위에 소자를 집적하거나 인쇄해 착용자에게 이질감을 느끼게 했던 기존의 전자옷감과 차별화됩니다. 소자의 성능도 그대로 유지됩니다. 구부러지거나 뒤틀리거나 세탁을 해도 안정적으로 동작합니다.

이번 연구는 이미정 국민대 교수, 황철성 서울대 교수 공동연구팀이 수행했습니다. 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 2월 28일자(논문명 : Textile Resistance Switching Memory for Fabric Electronics)에 실렸습니다.

이미정 교수는 "이번 연구는 전자소재를 실 형태로 직조해 완전히 옷감으로 변화된 저항변화 메모리를 개발한 것"이라며 "복잡한 반도체 장비 없이 기존의 섬유산업에서 사용하던 장비와 기기를 그대로 활용해 대량 생산할 수 있다"고 말했습니다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr