KAIST는 한국원자력연구원(이하 원자력연), 한국기계연구원, 고려대 등이 참여한 공동연구팀과 고기능성 스마트섬유 대량 생산이 가능한 기술을 세계 최초로 개발했다고 8일 밝혔다.

스마트섬유는 감각인지, 데이터 전송 등 디지털 기능을 결합한 섬유로, 의료, 통신, 자동차, 군사 등 광범위 분야에서 활용도가 매우 높다.

그러나 고성능 스마트섬유를 구현하려면 나노물질의 우수한 전기적 특성과 기계적 유연성을 갖춘 기능성 금속/세라믹 나노섬유 개발이 필요하다.

공동연구팀은 스마트 섬유용 금속/세라믹 나노리본 섬유(얀, yarn) 제조기술을 개발했다.

이를 위해 나노임프린트 리소그래피로 제작한 나노 몰드에 금속을 증착하고 플라즈마 식각공정으로 공중부양 상태의 금속/세라믹 나노리본을 만들고, 이 때 기판과의 접착력이 약해진 나노리본 다발을 꼬아 만든 것이 차세대 나노리본 얀 제조공정이다.

공동연구팀은 이 방법으로 금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 백금을 비롯해 텅스텐산화물, 주석산화물, 니켈산화물, 인듐산화물, 구리산화물 등 다양한 소자로 나노리본 얀을 제작했다.

이를 통해 개발한 나노리본 얀은 수소, 암모니아 등을 감지하는 고성능 센서, 물 전기분해, 마찰 나노 발전기 등 그린에너지 관련 소자로 응용될 수 있음을 확인했다.

특히 무기물 나노섬유는 기존 스마트섬유 소재의 한계를 넘어 의료, 패션, 국방 등에 적용가능하고, 사물인터넷(IoT)을 섬유에 구현하는 데도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

박인규 KAIST 교수는 “금속/세라믹 나노리본 얀 기술은 스마트 기능성 나노섬유 제작 공정의 본질적 문제인 소재 다양성과 대량 생산을 해결 할 수 있을 것”이라며 “ 추후 센서/에너지 소자를 포함한 다양한 나노 전자 소자 제작에 활용할 수 있다”고 말했다.

한편 이번 연구는 안준성 고려대 세종캠퍼스 교수, 정용록 원자력연 박사, 강민구 KAIST 기계공학과 박사과정이 공동 제1저자로 참여했다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com