[더테크 뉴스] 국내연구진이 섬유에 디지털 정보 기술이 결합된 신개념 미래 섬유 제조 기술을 세계에서 처음으로 개발했다.

카이스트는 8일 박인규 기계공학과 교수가 안준성 고려대학교 교수, 정영록 한국원자력연구원 박사, 정준호 한국기계연구원 박사와 공동연구를 통해 ‘스마트 섬유용 금속·세라믹 나노리본 얀 제조 기술’을 개발했다고 밝혔다.

기존 스마트 섬유는 일반 섬유에 나노 물질을 코팅하는 방법으로 발전했는데 응용 분야의 다양성과 성능 확보에 물리적인 한계가 존재했다. 최근 새로운 코팅 소재와 구조를 개발해 섬유의 성능을 향상하는 연구가 진행됐지만 섬유의 성능을 높이기 위해서는 금속·세라믹 나노섬유의 개발이 필요했다.

공동연구팀은 스마트 섬유용 기능성 나노섬유의 재료적 한계점을 극복하고자 범용적인 금속·세라믹 나노리본 섬유 제조 플랫폼 기술을 개발했다.

제조 과정은 나노임프린트 리소그래피로 제작한 나노 몰드에 금속을 증착하고 플라즈마 식각 공정을 통해 몰드를 식각하면 공중부양한 금속·세라믹 나노리본을 얻을 수 있다. 이어서 기판과 접착력이 약해진 나노리본 다발을 얀 형태로 꼬아서 최종적인 나노리본 얀을 만들었다. 이는 대량 생산이 가능하고 다양한 무기물에 적용할 수 있는 차세대 얀 제조 공정이다.

해당 연구에서 금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 백금, 텅스텐 산화물, 주석 산화물, 니켈 산화물, 인듐 산화믈, 구리 산화물 등 다양한 소자로 나노리본 얀의 제작 가능성을 입증했다. 아울러 개발된 나노리본 얀이 수소, 암모니아 등 그린 가스를 감지할 수 있는 고성능 가스 센서로 활용되거나 전기분해, 마찰전기 나노 발전기 등의 그린 에너지 관련 소자로도 응용될 수 있음을 보였다.

개발된 무기물 나노섬유는 기존 스마트 섬유 소재의 한계를 뛰어넘어 의료, 패션, 국방, 헬스케어용 스마트 섬유에 적용할 수 있으며 사물인터넷을 섬유에 구현하는데도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

박인규 교수는 “개발된 금속·세라믹 나노리본 얀 제작 기술은 스마트 기능성 나노섬유 제작 공정의 본질적인 문제인 소재 다양성과 생산의 어려움을 해결할 수 있고 센서·에너지 소자를 포함한 다양한 나노 전자 소자 제작에 활용될 것”이라며 “나노구조체 제작 기술 및 스마트 섬유 기술의 선도 국가가 되기 위한 발판이 될 것”이라며 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘스몰’ 2024년 3월 온라인판에 게재됐다.