한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 스티브 박 교수 연구팀이 섬유 위에 전자회로를 직접 그려 넣는 혁신적인 방식을 통해 유연하면서도 내구성이 뛰어난 전자섬유 플랫폼을 개발했다고 25일 밝혔다.

'직접 잉크 쓰기' 3D 프린팅 방식을 이용해 센서와 전극 기능을 하는 특수 잉크를 섬유 기판 위에 직접 인쇄하는 방식이다.

이를 이용해 복잡한 제작 과정을 거치지 않고도 맞춤형 전투복을 제작할 수 있다.

전투원 개개인의 정밀한 움직임과 인체 데이터를 수집해 이를 바탕으로 맞춤형 훈련 모델을 제시할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 유연성을 가진 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 고분자와 전도성을 부여하는 탄소나노튜브를 조합해 최대 102% 늘어나는 인장·굽힘 센서 잉크를 개발했다.

1만 차례의 반복적인 테스트에서도 안정적인 성능을 유지하는 것으로 나타났다.

이는 전투원의 격렬한 움직임 속에서도 정확한 데이터를 지속해 얻을 수 있음을 의미한다.

연구팀은 개발한 전자섬유를 어깨, 팔꿈치, 무릎 등 주요 관절 부위에 프린팅해 달리기, 팔 벌려 높이뛰기, 팔굽혀 펴기 등 다양한 인체의 다양한 움직임을 모니터링했다.

또 스마트 마스크를 활용해 호흡 패턴을 측정하거나, 장갑에 센서와 전극을 프린팅해 물체를 인식하고 복합적인 촉감 정보를 인지하는 등 응용 가능성도 시연했다.

연구 제1 저자인 박규순 육군 소령(신소재공학과 박사과정)은 "병과·직책별 전투의 유형에 따른 맞춤식 훈련을 제공할 수 있는 원천기술을 확보해 우리 장병들의 전투력을 향상하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 'npj 플렉서블 일렉트로닉스'(npj Flexible Electronics) 지난달 27일 자로 실렸다.