이태윤 교수팀, 웨어러블(wearable) 기기용 초민감형 스마트 섬유 개발

무선 드론 조종 장갑 시연에 성공

웨어러블 기기의 의복화 기술 선점

전기전자공학부 이태윤 교수팀이 기존 기술의 한계를 극복한 고성능 전도성 섬유를 개발하고, 이를 기반으로 웨어러블(wearable) 기기용 초민감형 스마트 섬유 센서를 개발했다. 본 기술을 통해 고성능의 압력센서를 실제 장갑이나 의류에 이물감 없이 쉽게 적용할 수 있기 때문에 웨어러블 기기용 스마트 섬유 분야의 발전에 공헌할 수 있을 뿐만 아니라, 추후 사물인터넷(IoT), 헬스케어, 모션 센싱 등 다양한 분야에 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

스마트 섬유 분야에서 기존의 전도성 섬유는 높은 전기적 성능과 외부 자극에 대한 안정성을 동시에 확보하는 것이 쉽지 않았지만, 연구팀은 유연성 폴리머와 금속나노입자의 복합체를 사용하여 기존 전도성 섬유의 한계를 극복하고 높은 전기적 성능과 안정성을 동시에 지니는 전도성 섬유를 개발하였다. 또한, 전도성 섬유 표면에 유연성 절연체를 적용하여 초민감형 스마트 섬유센서를 구현하였다.

연구팀이 개발한 스마트 섬유 압력 센서는 제직 기법을 통해 옷이나 장갑 등에 사용자의 이물감 없이 높은 해상도로 구현이 가능하다. 구조적 특성을 기반으로 스마트 섬유 압력 센서 분야에서 세계 기록에 버금가는 수준의 높은 민감도를 보유하고 있다.

‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 표지 논문으로 선정

연구팀은 개발한 스마트 섬유센서를 장갑에 적용하여 드론을 무선으로 조종할 수 있는 드론 조종 장갑을 제작하고 시연에 성공하였다. 드론 조종 장갑의 비밀은 전기가 흐르면서도 일반 섬유만큼 부드러워 착용했을 때 불편함이 거의 없는 ‘스마트 섬유’라는데 있다. 연구팀은 은나노 입자와 부드러운 고분자물질을 섞어 기존 구리전선만큼 전기가 잘 통하면서도 유연한 스마트 섬유를 개발한 것이다.

본 기술을 통해 기존 웨어러블 압력 센서의 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 실제 의류에 쉽게 적용 가능하기 때문에, 웨어러블 스마트 섬유 센서 발전에 기술적 돌파구를 제시하였다는 점에서 그 파급 효과가 매우 클 것으로 예상된다.

이태윤 교수는 “이번 연구는 기존 기술의 한계를 극복하고 향후 웨어러블 기기용 스마트 섬유 기술 개발 도약에 발판을 마련한 기술을 제시한 것으로, 액세서리 형태에 한정되어 있던 기존 웨어러블 기기의 의복화에 대한 기술을 선점하고 추후 각종 웨어러블 기기, 질병 예방 및 치료, 사물 인터넷 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대 된다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학적 성과를 인정받아 재료분야 국제 최상위 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 표지 논문으로 선정되어 다음 달에 발표 될 예정이다.