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산업 체온센서에 유해가스 탐지까지…스마트 의류 위한 그래핀섬유 센서 개발
메디컬투데이 남재륜 기자
입력일 : 2017-12-21 18:03:28
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[메디컬투데이 남재륜 기자]

차세대 첨단소재로 주목받고 있는 그래핀섬유를 이용해 직물형 웨어러블 체온과 유해가스를 동시에 실시간으로 탐지하는 기술이 국내 연구진에 의해 처음 개발됐다.


이 기술은 외부환경과 건강상태를 언제 어디서나 탐지할 수 있는 그래핀섬유와 센서의 융복합 기술로 소방복과 같은 극한 조건의 작업복 등에 적용이 가능할 뿐만 아니라 웨어러블, 스마트 의류를 위한 미래 핵심기술로 업계 큰 관심이 쏠리고 있다.

차세대융합기술연구원 박상윤 박사 연구팀은 서울대학교 융합과학기술대학원 유지영 교수, 경기대 주상현 교수 연구팀, 퓨리텍이 산·학·연 공동연구를 통해 ‘스마트 의류를 위한 그래핀섬유 센서’를 처음 개발했다고 21일 밝혔다.

그래핀이란 탄소원자로 만들어진 원자크기의 벌집 형태 구조를 가진 소재로 흑연(Graphite)을 원료로 하여 만들기 때문에 명칭도 그래핀이라 부른다.

그래핀은 현존하는 소재중 특성이 가장 뛰어난 소재로 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있는 것으로 알려져 있다. 특히, 그래핀섬유는 휘거나 접어도 센서기능이 잘 유지되고, 반복된 온도변화 및 가스유량의 변화에 재현성 있는 성능을 보이는 것이 특징이다.

이번에 연구진이 개발한 기술에는 체온센서섬유와 가스센서섬유를 두 가닥의 실 형태로 제작해 체온과 유해가스를 동시에 탐지할 수 있는 실을 제작하는 기술을 확보했고, 외부의 습도변화에도 이러한 센서기능이 정상작동됨을 확인했다.


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또, 연구진은 그래핀섬유에 기능성 금속입자를 함침해 온도 또는 유해가스에 대한 민감성을 제어해 체온센서 또는 유해가스 탐지 센서로 활용이 가능하며, 연속공정으로 그래핀섬유 제조와 섬유내 금속입자 합성을 가능하게 함으로써 기능성 그래핀섬유의 제조 효율성이 크게 향상됨을 확인했다.

박상윤 박사는 “이번에 개발된 그래핀섬유 센서는 휘거나 접어도 센서의 기능이 잘 유지되고 온도변화에도 잘 견디는 특징으로 소방복, 군복과 같이 극한조건에서 작업을 하기 위한 작업복에 스마트한 특성을 부여할 수 있는 핵심 기술로 향후 웨어러블이나 스마트웨어 관련분야에 활용가능성이 높아 빠른 상용화에크게 기여할 것으로 전망된다”고 말했다.

한편 이 기술은 한국연구재단 나노․소재원천기술개발사업 및 민군기술협력원천기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다.  
메디컬투데이 남재륜 기자(newroon@mdtoday.co.kr)
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