국내 연구진이 3배 이상 늘려도 전도성을 잃지 않는 고신축성 섬유로 스마트 섬유센서를 개발, 손가락 움직임을 측정해 수화를 인지할 수 있는 스마트 장갑을 만들었다.

연세대 전기전자공학과 이태윤 교수팀은 13일 고분자물질에 은(Ag) 나노선과 나노입자를 넣어 전도성이 뛰어나고 신축성이 우수한 섬유 센서를 개발하고 이를 이용해 수화 인식용 스마트장갑을 만들어 성능을 확인했다고 밝혔다.

이 연구 성과는 재료분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials, 4월 20일자) 온라인판에 게재됐다.

기존의 전도성 소재들은 늘어나면 쉽게 전기적 특성을 잃고 잡아들이는 동작을 반복하면 더 쉽게 망가지는 단점이 있어 착용형 스마트웨어 제작에 한계를 보였다.

연구진은 이번 연구에서 신축성이 좋은 고분자 물질인 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene)에 은 나노선을 넣어 실을 만든 다음 실 안에 다시 은 나노입자를 분산시키는 방법으로 신축성과 전도성이 뛰어난 섬유를 제작했다.

은 나노선과 나노입자가 고분자 실이 늘어날 때 서로 전도성이 떨어지는 것을 막아주는 상호 보환 작용을 하게 된다.  

연구진이 이 섬유로 제작한 스마트 변형 센서는 최대 3.2배까지 잡아늘여 변형시켜도 전도성을 잃지 않았으며 1천번 이상 잡아늘여도 망가지지 않을 만큼 내구성도 뛰어난 것으로 확인됐다. 

연구진은 이어 이 스마트 변형 센서를 장갑의 손가락 부위에 부착, 수화 인식용 스마트장갑을 제작한 다음 센서로 측정한 손가락의 움직임을 통해 영어 알파벳을 표현하는 수화동작을 인식하는 데 성공했다. 

이태윤 교수는 "이번 고신축성·전도성 섬유는 변형 센서 기능도 가지고 있어 늘어나는 (strectchable) 기기에 적용할 수 있는 기술을 선점한 데 의의가 있다"며 "IT 기술과 스포츠웨어를 접목한 고기능성 스마트웨어 등 착용형 전자기기 산업에도 파급력이 클 것"이라고 전망했다.