국내 연구진이 웨어러블 IT 산업의 중요 소재인 나노 실을 개발하며 대량생산 가능성을 공개했다.

한국과학기술원(KAIST)는 고려대학교와 한국원자력연구원, 한국기계연구원과의 공동 연구팀을 통해 스마트섬유용 금속·세라믹 나노리본얀(나노 실)을 개발하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

스마트섬유란 디지털 정보를 입·출력할 수 있는 미래형 섬유로, 웨어러블 컴퓨터 산업에서 주로 사용된다.

특히 스마트섬유는 전자기적 자극을 포함해 열이나 빛·소리 등의 광범위한 신호를 감지하는 것이 가능해 착용자의 생리적 상태 추적 시스템 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.

기존에는 섬유에 전도성 나노 물질을 코팅하는 방식으로 스마트섬유를 제조했으나, 나노물질의 전기적 특성을 극대화하면서도 유연성을 살리기 위해서는 금속·세라믹 소재의 나노섬유 개발이 필수적이었다.

KAIST 공동연구팀이 개발한 나노섬유 [KAIST 제공]

이에 연구팀은 고분자 화합물 ‘폴리머’ 위에 나노미터 크기의 패턴을 새기는 공정을 이용해 매우 작은 금형을 제작하고 그 위에 금속을 올렸다.

이후 플라스마 공정으로 겉의 폴리머를 깎아내면서 금속 나노 리본을 제작하는 데 성공했으며, 나노 리본을 꼬아서 최종적으로 나노섬유를 제작했다.

연구팀은 금속과 세라믹 단일 물질로만 나노섬유를 만들어낸 것은 이번이 최초 사례라고 강조했다.

또 해당 공정을 이용하면 금이나 팔라듐·니켈 등 다양한 금속을 소재로 사용할 수 있어 수소·암모니아 감지 센서 등 친환경 에너지 소자에도 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

KAIST 강민구 박사과정은 “실험실 수준에서 8인치 웨이퍼 스케일의 나노섬유 제작에 성공한 것”이라고 말했다.

이어 “기존 나노섬유 공정의 한계를 극복해 대량생산의 가능성을 처음으로 나타냈다는 점이 의의”라고 강조했다.