50m 연속 생산 성공… 세탁·스트레칭에도 끄떡없는 고내구성 스마트 의류 상용화 기대

부산대학교 이건희 교수(광메카트로닉스공학과) 연구팀이 서울대학교 박성준 교수팀과의 공동연구를 통해 ‘입는 컴퓨터’ 상용화를 앞당길 수 있는 고내구성 신축성 전자섬유를 개발했다. 해당 연구는 50미터 단위의 연속 생산이 가능하고 실제 봉제 및 착용이 가능한 수준의 유연성과 전기적 안정성을 동시에 갖춘 차세대 전자섬유로, 향후 웨어러블 헬스케어, 스마트 의류, 디지털 제어 인터페이스 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

기존 전자섬유는 인체 움직임에 약해 실용화에 한계가 있었다. 특히 액체금속 기반 소재는 전도성과 유연성은 뛰어나지만 누액 위험과 대면적 생산의 어려움으로 의류 통합이 불가능했다.

이에 연구팀은 액체금속 입자(LMP)를 기능성 고분자(TPU)로 감싸는 방식의 복합화 기술을 개발하고, 고출력 초음파(sonication)를 통해 고분자 사슬을 화학적으로 활성화하여 상분리 구조를 형성함으로써 누액을 방지하고 안정적인 전도성을 확보했다. 여기에 여러 가닥의 전자섬유를 꼬아 만든 비틀림 섬유(TSFtw) 구조를 적용해 실제 봉제와 세탁이 가능한 수준의 기계적 강도를 구현했다.

심박 센서부터 무선 키보드까지… 실생활 응용 입증

연구팀은 이 섬유를 활용해 실제 심박 측정 센서, 무선 키보드, 모션 트래커, 인터랙티브 디스플레이가 내장된 디지털 의류를 제작하고, 일상 환경에서의 내구성과 작동 안정성을 실험적으로 입증했다. 1만 번 이상의 스트레칭과 세탁에도 전기적 성능이 유지되었으며, 운동 중에도 끊김 없는 전자 신호 전달이 가능했다.

이건희 교수는 “전자섬유가 실제로 입고 사용할 수 있는 전자기기로 확장될 수 있는 가능성을 보여주는 연구”라며 “기계적 강도와 전도성을 동시에 갖춘 이번 기술은 웨어러블 기기의 대량 생산과 상용화를 실현하는 데 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

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