미국 텍사스주립대가 개발한 차세대 섬유제조 공정에 우리나라 연구원이 참여해 화제다.
7일 부산대학교에 따르면 부산대 출신의 물리학자 오지영 박사가 참여한 미국 텍사스주립대(UTD) 앨런 맥달마이드 나노텍연구소(Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute)가 최근 ‘방적불가능한(unspinnable) 첨가물을 최대 중량 95%까지 포함한 기능성 섬유 제작 기술’ 개발에 성공해 과학전문잡지 ‘사이언스’ 1월 7일자에 소개됐다.
연구에 참여한 오 박사는 부산대에서 박사과정까지 마치고 지난 2007년부터 이 연구소에서 연구원으로 일하고 있다.
이 기술은 공기보다 가볍고 같은 무게의 강철보다 강한 특성의 카본나노튜브를 ‘소량’ 사용하면서도 카본나노튜브와 첨가물의 특성을 모두 유지하는 기능성 섬유 제작 방법이다.
기존의 합성 방법은 첨가물을 고분자 바인더를 이용해 섬유와 결합시키거나 섬유의 표면에 직접 접합시키는 형태다. 이러한 합성 과정은 섬유 기능 향상을 위해 넣는 첨가물의 종류와 농도의 선택이 제한적이고, 섬유의 강도를 약화시키는 한계를 지니고 있다.
앨런 맥달마이드 나노텍연구소는 ‘바이스크롤’이라는 섬유로 이 문제를 해결했다. 이 섬유를 주 물질인 카본나노튜브 표면에 부착시킨 후 섬유 형태로 꼬는 것이다. 이렇게 꼬는 과정에서 주어지는 힘의 강도와 균형에 따라 가볍고 강한 섬유가 만들어진다.
이 연구 결과는 바이스크롤 섬유를 이용한 초전도 케이블과 전기적 특성을 발현하는 섬유의 제작뿐 아니라 유연성이라는 직물 제조의 특성까지 갖추고 화학 전지와 연료 전지의 전극 응용으로까지 확대될 수 있다는 점에서 사이언스의 주목을 받았다.
연구소 측은 바이스크롤 섬유가 첨가물의 특성에 따라 에너지 저장체, 에너지 변환체, 에너지 하베스팅 등 다양한 분야로 응용이 가능하다고 설명했다.
오지영 박사는 “새로운 소재 혁명이라 불리는 탄소나노튜브지만 아직까지 충분한 경제성을 갖추지 못해 실용화에 한계가 있었다”며 “이번 기술은 이러한 한계를 극복할 뿐만 아니라 차세대 에너지 발생체와 저장체의 새로운 구조를 만들어내는 역할도 하게 될 것”으로 전망했다.
한편, 오 박사는 지난 2006년 미국 텍사스주립대 나노기술연구소 연구팀과 함께 탄소나노튜브와 형상기억합금을 이용해 수소나 메탄올의 연료 에너지를 이용하는 인공근육을 개발하고 2009년에는 인간의 근육보다 30배나 큰 힘을 내는 인공근육을 개발해 사이언스에 소개된 바 있다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
