상업용 실크로 전자섬유 개발…전도도·열내구성 뛰어나

국내 연구진이 상업용 실크를 이용해 간단하게 전자 섬유를 제작할 수 있는 기술을 개발했다.

김병훈 인천대 교수팀은 현재 사용되는 실크를 이용해 전기 전도도와 열 내구성이 높은 전자 섬유를 개발했다고 16일 밝혔다.

납땜으로 전자섬유와 전자소자를 접합한 모습

휴대성과 유연성이 높은 전자소자 수요가 늘면서 다기능 전자섬유 연구도 활발하다. 그래핀, 탄소나노튜브를 이용하면 제조 과정이 복잡하고, 나일론·면 같은 일반 섬유는 열을 가하면 전자 섬유 기능을 잃는 한계가 있었다.

연구팀은 실크 내 단백질이 가열되면 파이로프로테인으로 변형, 고온에도 안정된 형태를 유지하고 전도도도 높아지는 특성에 주목했다. 축 방향으로 장력을 가하면 탄소 구조가 발달해 기계·전기 특성이 뛰어난 파이로프로테인을 제작할 수 있는 연구 결과도 활용했다.

상용화된 실크에 축 방향 장력을 가하고 고온 처리해 파이로프로테인 기반의 전자 섬유를 개발하는 데 성공했다. 1000S/㎝의 높은 전도도와 열 내구성을 갖췄다. 가열 시에도 특성을 잃지 않았다.

개발된 전자 섬유의 열 내구성

열 내구성에 착안해 금속화합물 산화아연, 몰리브덴다이셀레나이드, 질화니오븀 등을 증착했다. 실크 기반 전자섬유 반도체, 초전도체에 해당하는 특성을 보였다.

김병훈 인천대 교수

김병훈 교수는 “기존의 상업용 실크를 이용해 비교적 간단한 방법으로 전도도가 높은 다기능 전자섬유 제작 가능성을 확인했다”면서 “휴대용 디스플레이, 웨어러블 기기, 에너지 저장 장치 등에 필요한 전자섬유가 개발될 것”이라고 기대했다.

연구 결과는 국제학술지 '머티리얼스 투데이'에 실렸다. 한국연구재단 대학중점연구소지원사업, 일반연구자지원사업으로 수행됐다.

송준영기자 songjy@etnews.com

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