한국과 미국 공동연구진이 원래 길이의 36배로 늘이면 전기전도도가 향상되는 신소재를 개발했다.

이 소재는 신축성과 전도성이 뛰어난 새 소재는 웨어러블(착용형) 전자제품 개발에 활용될 것으로 전망된다.

9일 한국과학기술연구원(KIST)은 손동희 선임연구원·서현선 연구원팀이 미국 스탠퍼드대 연구진과 공동연구를 진행해 이런 소재를 개발했다고 밝혔다. 연구결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제학술지 'ACS 나노'(ACS Nano, 5일 9일자)에 실렸다.

▲ 새 소재는 자른 뒤(오른쪽 위)에도 스스로 붙어 전도성 및 신축성 회복이 가능하다.

연구진은 잘 늘어나고 잘라도 다시 붙는 자가치유(Self-healing) 성질이 있는 고분자에 은 마이크로·나노 입자를 분산시켜 전기가 흐르는 복합소재를 제작했다.

2mm 길이의 소재를 72mm까지 36배로 늘이면 전도도가 60배 이상 좋아졌다. 보통 전도성 소재는 잡아 늘이면 전도성이 약해지는데, 새 소재는 정반대의 특이 현상이 나타난 것이다.

연구진은 주사현미경 분석 등을 통해 소재가 늘어날 때 고분자 안에 분산된 은 입자들이 재배열 돼 소재의 전기적 특성을 높인다는 것을 알아냈다. 연구진은 이런 현상을 '셀프-부스팅'(self-boosting)으로 이름 붙였다.

애초 자가치유 성질이 있는 고분자를 썼기 때문에 자른 뒤에도 소재를 다시 붙여 사용할 수도 있으며 이때도 전도도와 신축성은 그대로 유지됐다.

잘 늘어나는 유연한 소재인 만큼 사람 몸에 붙여 생체신호를 전달하는 데 활용할 수 있다.

연구진은 실험을 통해 새 소재로 생체신호 중 하나인 근전도(EMG)를 측정해 냈다. 또 이를 로봇 팔에 전송해 로봇이 손가락을 굽혔다 펴는 사람의 움직임을 따르게 하는 것도 가능하다는 것을 입증했다.

손동희 선임연구원은 "의공학, 전자공학, 로봇공학 분야 등에 필요한 소재 기술"이라며 "다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.