서울대 연구진, 웨어러블 기기에 쓸 수 있는 투명히터 개발

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고승환 서울대 교수, 여준엽 미국 uc버클리 박사후연구원, 이하범 서울대 박사과정, 홍석준 서울대 박사후연구원(왼쪽부터)
<고승환 서울대 교수, 여준엽 미국 uc버클리 박사후연구원, 이하범 서울대 박사과정, 홍석준 서울대 박사후연구원(왼쪽부터)>

세계 최고 수준 인장강도를 갖는 투명히터가 개발됐다.

한국연구재단(이사장 정민근)은 고승환 서울대 교수 주도로 늘어나는 금속나노와이어 기반 투명히터를 개발했다고 26일 밝혔다.

이 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(중견연구자지원) 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 국제학술지 어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials) 최근호에 게재됐다.

이 연구에는 여준엽 미국 캘리포니아대 박사후연구원과 홍석준 서울대 박사후연구원, 이하범 서울대 박사과정 연구원이 논문 제1저자 및 교신저자로 참여했다.

연구팀은 용매 용액 에탄올 속에 퍼져있는 은나노와이어를 필터로 여과시켜 탄성중합체 기판에 붙이는 방법으로 히터를 만들었다. 이 과정에서 탄성중합체 기판 표면이 산화돼 은나노와이어에 남아있는 용매 소량을 흡수해 살짝 부풀면서 은나노와이어가 탄성중합체 기판에 반쯤 묻힌 구조가 생성된다는 것을 알게 됐다.

이렇게 만들어진 히터는 인장(늘어남), 압축, 비틀림 등 변형을 가했을 때 신체에서 일어날 수 있는 최대 인장 강도인 60%에서도 손상 없이 작동했다. 직접 신체에 붙여 실험한 결과도 성공적이라는 평가를 받았다.

이 히터는 레이저를 이용해 은나노와이어 네트워크를 필요한 부분만 남기고 지울 수 있어 좁은 부위를 선택적으로 가열하는 온열 치료용 의료기기 제작에도 응용할 수 있다.

고승환 교수는 “기존 유연한 투명 히터는 단순히 굽히는 인장 변형을 견딜 수 있었던 데 비해 이번에 개발된 히터는 투명한데다 신체에서 일어날 수 있는 최대 인장 변형에도 작동한다”며 “차세대 착용형 기기 및 개인 열관리 분야에서 유용하게 사용될 것”으로 기대했다.

대전=박희범기자 hbpark@etnews.com