IT기술의 빠른 성장과 함께 가벼운 휴대용 전자 기기는 현대인의 생활에 빠질 수 없는 중요한 생활 장비가 됐다. 휴대용 전자 기기에 대한 수요가 빠르게 증가하면서 가볍고 유연하며 이동성이 보장되는 웨어러블(Wearable) 형태로 발전할 것으로 예상되고 있다. 이러한 추세에 따라 이를 실현하기 위한 전자섬유의 개발 및 응용에 대한 관심이 집중되고 있다.
현재 웨어러블 전자기기용 전자섬유 제조를 위해 가장 널리 연구되고 있는 방법은 기존의 섬유에 전도성이 우수한 그래핀 관련 물질을 도입하는 방식이다. 그러나 현재까지 보고된 방식들은 섬유 표면에 그래핀을 도입하기 위한 매개체(화학약품)를 사용하고 있으며, 이에 따른 비용 및 공정 증가 등의 다양한 단점들이 존재하고 있다.
진형준 교수팀이 개발한 기술은 단백질로 이뤄진 실크 섬유와 산화 그래핀 작용기 사이의 상호작용을 이용해 매개체 없이 간단한 코팅 방법으로 실크 섬유 표면에 산화 그래핀을 도입한 것이 특징이다.
고온에서도 안정적인 실크 섬유의 특성을 이용해 산화 그래핀을 열로 환원시키는 방식으로 전자섬유를 제작했다.
특히 이번 연구는 향후 실용 가능한 전자섬유를 제작하는 방법에 비용 및 시간절감 등 경제성을 확보한 새로운 방식을 제시해 전자섬유의 현실화를 앞당겼다는 평가를 받고 있다.
진형준 교수는 “이번에 개발한 천연 실크 기반 전자섬유를 이용해 미세먼지 센서, 수소 센서 및 반도체 성질을 가지는 전자섬유와 입고 다닐 수 있는 에너지 저장 장치 개발 연구를 계획 및 진행 중에 있다”고 밝혔다.
이번 연구는 인천대 김병훈 교수(물리학과) 연구팀과 강원대 윤영수 교수(화학공학과, 2013년 박사졸업, 지도교수 진형준 교수)와의 공동 연구를 통해 진행됐다.
연구 결과인 ‘Pyroprotein-based electronic textiles with high stability’(파이로프로테인 기반의 고안정성 전자섬유 개발)은 세계적인 재료공학 학술지인 Advanced Materials(IF: 18.960)에 11월 29일 온라인 판으로 발표됐다.
진형준 교수팀은 해당 기술을 에너지 및 전자 분야에 적용한 연구결과를 5년 전부터 매해 소재관련 최우수 저널에 발표하고 있다.
또한 현재 단백질 유래 탄소소재를 응용한 연구를 활발히 수행중이다. 인하대 ‘레독스흐름전지기술 개발’의 WCSL 사업단으로 선정돼 이 기술을 배터리의 전극소재로 적용하는 방안이 추진되고 있다.
인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr
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