[인더스트리뉴스 홍윤기 기자] 고려대학교 기계공학부 최원준 교수 연구팀과 노스웨스턴 대학 서병석 박사가 우리나라 전통 종이인 한지와 금속성 신소재 맥신(MXene)을 결합한 다기능 스마트 섬유를 개발했다.

특히 이 소재는 흘린 땀 등 미량의 소금물로도 자체 전력 생산이 가능해 스마트의류와 소형 전기장비 전력원으로 사용될 수 있다.

22일 고려대학교에 따르면 최원준 교수팀의 맥신과 한지 결합 스마트 섬유에 대한 연구 결과가 지난 3일 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 메터리얼즈(Advanced Materials)’에 온라인 게재됐다.

섬유에 사용된 금속성 나노 물질 맥신(MXene)은 전기 전도성이 높아 반도체, 전자기기, 센서 등의 사업에 활용되고 있다.

특히 맥신은 물에 잘 녹는 성질 때문에 용액으로 제작해 섬유에 도포가 가능하다. 그러나 외부 환경에 큰 영향을 받고 쉽게 변형돼 실제 섬유에 적용해 옷으로 제작하기는 어려웠다.

공동 연구팀은 이 문제를 보완하고자 수용성 고분자인 폴리비닐알코올(PVA)과 폴리아크릴산(PAA)을 활용해 맥신에 안전성을 부여했다.

여기에 수분에 상대적으로 강한 우리나라의 전통 종이 한지와 비대칭 구조로 결합해 새로운 섬유 소재를 개발하는데 성공했다.

연구팀은 이번에 개발한 차세대 다기능 스마트 섬유가 높은 전도성과 내산화성, 넓어진 층간 간격을 갖고 있어 에너지 자체 생산이 가능하다고 설명했다.

공동 연구진은 특히 수분 흐름을 이용한 에너지 수확 실험 결과, 해당 섬유에 20µL(마이크로리터)의 소금물을 적용 시 60분 이상 안정적으로 전력이 공급되는 것을 확인했다고 밝혔다.

또 낮은 전압에도 높은 발열 효과가 있어 착용자의 체온 유지도 돕는다. 전자기파 차단 성능도 갖고 있어 군사용 전자기기, 의료용 센서, 스마트 의류에 사용할 수 있으며, 세탁도 가능해 실용성도 높다. 

최현준 교수는 섬유에 대해 "적용 면적에 따라 발열 뿐 아니라 소형 LED, 전자장비 전력 공급원으로도 사용 될 수 있다"고 강조했다.

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