금속·세라믹 나노리본 얀의 전자주사현미경 이미지. 카이스트 제공

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한국과학기술원(KAIST) 박인규 교수와 고려대 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국원자력연구원 정용록 박사, 한국기계연구원 정준호 박사 공동 연구팀은 스마트 섬유용 금속·세라믹 나노리본 얀(꼬임 가닥 구조의 실)을 개발했다고 8일 밝혔다.

스마트 섬유용 나노 실의 대량생산 가능성아 처음으로 확인된 것이다.

스마트 섬유는 섬유에 디지털 정보 기술이 결합한 미래형 섬유를 말하는데 사물인터넷(IoT·인터넷을 기반으로 생활 속 사물과 사물 간 정보를 센서와 통신기기를 통해 서로 연결하는 기술) 기술이나 웨어러블 전자기기, 생체 의료 기기 등 소재로 주목받고 있다.

기존 섬유에 전도성 나노 물질을 코팅하는 방식이 주로 쓰이지만, 나노물질의 우수한 전기적 특성을 살리면서도 유연성을 확보하기 위해서는 금속·세라믹만으로 이뤄진 나노섬유 개발이 필수적이다.

연구팀은 폴리머(고분자 화합물) 위에 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 패턴을 새길 수 있는 공정을 이용해 나노 금형(나노 패턴이 있는 기판)을 만든 뒤 그 위에 금속을 증착했다.

이어 플라스마 공정으로 금형을 식각, 공중에 뜬 형태의 금속 나노리본을 제작했고 뒤이어 기판과 접착력이 약해진 나노리본을 얀 형태로 꼬아 나노리본 얀을 제작했다.

금속·세라믹 단일 물질로 된 나노섬유를 만들어 낸 것은 이번이 처음이라고 연구팀은 설명했다.

금·팔라듐·니켈·알루미늄·백금 등 다양한 소자로 제작할 수 있으며 수소·암모니아 등 그린 가스 감지 센서, 물 전기분해·마찰전기 나노 발전기 등 친환경 에너지 소자 등에 적용할 수 있다.

공동 제1 저자인 강민구 KAIST 박사과정은 "실험실 수준에서 8인치 웨이퍼(기판) 스케일로 제작하는 데 성공했다"며 "기존 나노섬유 제작 공정의 한계를 극복하고 대량생산할 수 있는 가능성을 보여준 것"이라고 밝혔다.

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