전북대학교 신동호 대학원생(나노융합공학과 석사과정·지도교수 박성준)이 전자의류와 소프트 로봇 및 착용형 전자기기 등에 사용될 수 있는 변색 섬유 제작 기술을 발표해 주목을 받고 있다.

신동호 대학원생은 600% 이상 신축이 가능하며 열에 의해 변색이 가능한 탄성 고분자 중공 섬유를 제작, 상온에서 액체의 상을 유지하는 액체 금속(갈륨)을 중공 섬유에 주입해 초신축성과 탄성 및 전도성을 동시에 갖는 고분자 섬유를 제작했다.

이에 따르면 액체 금속은 낮은 녹는점(29.8 °C)으로 인해 상온에서 유체의 성질을 가지며, 따라서 외력에 의해 변형이 일어난 상태에서도 금속 전도성을 유지할 수 있다. 

액체 금속 주입 후 외부에서 전류를 가해주면 줄 발열(Joule heating, 도체를 통과하는 전류에 의해 열이 발생)에 의해 내부의 액체금속에서 열이 발생하고, 결과적으로 섬유의 색이 변하게 된다.

또한, 변형이 일어난 상태에서도 변색이 유지되고, 액체금속의 외관 변형에 의해서도 색이 변하는 현상을 보였으며, 비교적 낮은 온도에서 금속의 상 변이가 손쉽게 가능해 형상기억 성능 및 전기적 자가 치유 특성이 가능하다고 연구진은 밝혔다.

박성준 지도교수는 “이번 연구는 석사과정 학생이 실험의 계획과 논문의 완성까지 주도적으로 진행한 결과로서 높은 가치가 있다"며 "제작된 변색 섬유는 외력에 의해서도 변색 성능이 유지되며, 섬유가 보유한 초신축성 및 연성으로 인해 소프트 로봇과 인공피부 그리고 착용형 전자기기 등에 폭넓게 활용될 수 있는 원천기술이 될 것”이라고 설명했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구와 기초연구실, 그리고 산업기술혁신사업 (한국산업기술평가관리원)의 지원을 받아 수행됐다. 논문이 신소재과학 분야 저명 국제학술지인 '어드밴스드 일렉트로닉 머티리얼즈(Advanced Electronic Materials(Impact Factor: 6.593, JCR 기준 15.909%)' 최신호에 게재됐다.

/장은성 기자