잡아 늘이면 크기가 3배까지 커지지만 기능에는 변함이 없는 리튬-이온 스마트 배터리가 미국에서 개발돼 신축성 있는 전자기기 개발에 박차를 가할 수 있게 됐다고 사이언스 데일리가 26일 보도했다.

신축성 있는 전자기기는 체내 삽입 뇌파ㆍ심장박동 모니터와 두루말이형 디스플레이 화면 등 여러 방면에서 수요가 많아 속속 개발되고 있지만 이런 기기에 전력을 공급하는 신축성 있는 소형 배터리 개발이 가장 큰 문제였다.

노스웨스턴 대학과 일리노이 주립대 과학자들은 잡아 늘이거나 접거나 비틀거나 사람의 팔꿈치에 붙여도 여전히 작동하고 원래의 형태로 되돌아오는 배터리를 개발했다고 네이처 커뮤니케이션스에 발표했다.

이들이 LED 조명으로 시연한 배터리는 8~9시간까지 지속되고 충전도 무선 전기유도 방식으로 가능해 신축성 있는 소형 기기와 이상적으로 결합될 수 있다.

이 배터리의 전력과 전압은 같은 크기의 기존 리튬-이온 배터리와 비슷하지만 원래 크기의 3배까지 늘어나도 원래의 기능을 그대로 유지할 수 있다.

지난 6년간 구부러지는 배터리 개발에 매달려 온 연구진은 회로가 구부러지고 늘어나고 꼬이도록 하는 `팝-업'(pop-up) 기술을 개발해 전자 회로가 늘어날 수 있도록 만들었다.

이는 신축성 있는 폴리머 안에 아주 작은 회로 소자들을 넓은 간격으로 배치하고 폴리머가 늘어나면 회로가 아닌 연결 전선이 튀어 나오게 하는 `스프링 속의 스프링' 방식이다.

연구진은 반복적으로 S자를 그리는 `뱀 모양' 전선을 이용해 처음엔 미세한 태양전지들을 배치한 폴리머판이 큰 S자를 펼치도록 하고 이에 따라 작은 S자를 그리는 전선들이 차례로 펼쳐지도록 했다.

이들은 이처럼 늘어나는 과정을 거꾸로 돌릴 수도 있으며 근거리에서 전기 유도 방식으로 배터리를 충전할 수 있다면서 이런 배터리의 용도는 무궁무진하다고 밝혔다.

연구진은 그러나 이 시제품 배터리가 기능 손실 없이 작동하는 것은 20회 충전까지만 가능하다면서 상용화를 위해서는 수명을 연장하는 새로운 기술이 필요하다고 말했다.