전기가 통하는 고무가 왜 필요할까?

전기가 통하는 고무 8배 이상 늘어나도 전기는 이상없이 흐릅니다. [사진=기초과학연구원 홈페이지]

[아시아경제 김종화 기자]고무는 전기가 통하지 않는 부도체입니다. 그래서 감전을 막기 위한 절연체로 많이 사용됩니다. 감전의 위험이 있는 작업장이나 실험실 등에서는 고무로 만든 장갑을 끼고 장화를 신는 것은 기본입니다.

그런데 전기가 통하는 고무가 간절히 필요한 곳이 있습니다. 바로 의료분야입니다. 그동안 전 세계 과학자들은 전기가 통하는 고무를 개발하기 위해 다양한 시도를 해왔는데 지난해 한국의 기초과학연구원(IBS)에서 최대 840%까지 늘여도 '전기가 통하는 고무(금-은 나노복합체, Ag-Au nanocomposite)'를 세계 최초로 개발했습니다.

부도체인 고무에 전기가 통할 수 있게 한 방법은 무엇일까요? 고무는 전류의 흐름을 방해하는 저항이 매우 큰 물질입니다. 물질의 종류에 따라 전하를 이동시키는 자유전자의 수가 달라 저항값이 다릅니다. 금속류는 자유전자의 수가 많아서 저항값이 적어 전기가 매우 잘 통하지만 고무는 자유전자의 수가 매우 적어 저항값도 큽니다.

기초과학연구원은 고무에 전기가 통하도록 하기위해 고무에 금과 은을 합성했습니다. 고무는 신축성이 좋고 은은 전기가 잘 통합니다. 그러나 은은 산화가 잘되는 단점이 있습니다. 그래서 의료용 기기 재료로는 사용할 수 없었습니다. 산화로 인한 독성이 몸에 퍼질 수 있기 때문입니다.

기초과학연구원은 이 문제를 금으로 해결했습니다. 녹슬지 않는 금의 성질을 이용한 것이지요. 금을 합성물 표면에 입히면서 전도성과 신축성, 안전성 모두를 잡을 수 있게 됐습니다.

전기가 통하는 고무는 심근경색 등의 심장 질환자들을 위한 의료 기기 재료로 사용됩니다. 환자의 심장에 전기가 통하는 고무를 이식해서 심장 박동의 변화를 체크하고, 심장에 이상이 있을 때마다 전기 자극을 주어서 치료하는 것입니다. 실제 연구진은 심근경색이 있는 돼지 심장에 기기를 삽입해 치료에 성공하기도 했습니다.

웨어러블 의료기기에도 활용할 수 있습니다. 구부러지는 신체 부위인 손목이나 무릎 등에는 웨어러블 의료기기를 부착하기가 어려웠지만 신축성이 뛰어난 전기가 통하는 고무는 이런 부위에 부착해도 문제가 없습니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr