▲ 실크와 산화 그래핀 사이의 수소 결합 상호작용을 통한 코팅 사진 [사진 제공=한국연구재단]

한국연구재단(이사장 조무제)은 인천대 김병훈·인하대 진형준 교수 연구팀이 값비싼 접착체 없이 실크에 산화 그래핀을 코팅해 전자섬유로 만드는 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

산화 그래핀이란 탄소를 질산과 황산으로 산화시켜 만든 물질로, 섬유와 그래핀의 대량 합성을 위해 주로 사용된다. 그래핀을 화학적, 열적 방법을 통해 입히면 전자섬유로 환원할 수 있다.

전자섬유는 생체 정보를 측정하는 바이오 셔츠, 신형 전투복, 입는 컴퓨터 등에 사용되고 있으나 제조 비용과 복잡한 공정으로 상용화에 어려움이 따르고 있다.

연구팀은 수소결합이 쉽고 고온에 강한 실크의 특성에 주목했다. 실크를 산화 그래핀 수용액에 담그고 말리는 과정을 반복하여 고가의 접착제 등 매개체 없이 그래핀 산화물을 코팅했다. 또한 전자섬유로 환원할 때 열을 이용하여 기존보다 빠르게 제작하는 것을 제시했다.

실크를 사용한 전자 섬유는 기존의 전자 섬유와 같은 약 10지멘스(S)/cm의 전기 전도성을 보였다. 세탁이나 구부림에도 크게 변화하지 않았다. 기존보다 더 싸고 빠르게 제작하면서도 동일한 기능을 가진 전자섬유를 만들 수 있는 방법이다.

김병훈 인천대 물리학과 교수는“이번 연구성과는 실크를 사용하여 더 빠르고 저렴하게 전자섬유를 제작할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 앞으로 휘어지는 휴대용 디스플레이, 입을 수 있는 전자기기, 유해물질 및 미세먼지 센서 개발에 기여할 것으로 기대된다”며 연구의 의의를 설명했다.

이 연구성과는 미래창조과학부 한국연구재단의 기초연구사업의 지원을 받아 수행되었으며, 국제 재료공학 학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)를 통해 11월 29일자에 게재됐다.

 

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