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KIST·연세대 '웨어러블 히터' 개발…"의료기·창에 적용 가능"

송고시간2019-06-27 12:00

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신소재 '맥신' 이용…연구성과 美 학술지 'ACS 나노'에 발표

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 국내 연구진이 신소재를 이용해 유연하면서도 투명한 웨어러블 히터를 개발했다. 추가 연구를 통해 상용화하면 작은 공간에 붙일 수 있는 히터나 의료기에 활용할 수 있고 자동차나 건물 창에 낀 서리를 제거하는 데도 쓸 수 있을 것으로 보인다.

신소재로 만든 웨어러블 히터
신소재로 만든 웨어러블 히터

(서울=연합뉴스) = 한국과학기술연구원(KIST)과 연세대 연구진 나노 신소재인 맥신(MXene)을 이용해 웨어러블 히터를 개발했다. 연구진이 히터의 발열 상태를 확인하고 있다. 2019.6.27 [KIST 제공]

한국과학기술연구원(KIST) 구종민 물질구조제어연구센터장팀은 박철민 연세대 교수팀과 함께 이런 웨어러블 히터를 제작했다고 27일 밝혔다. 연구성과는 미국화학회(ACS) 학술지 'ACS 나노'(ACS Nano·5월 28일 자)에 실렸다.

신소재로 만든 웨어러블 히터
신소재로 만든 웨어러블 히터

(서울=연합뉴스) = 한국과학기술연구원(KIST)과 연세대 연구진 나노 신소재인 맥신(MXene)을 이용해 웨어러블 히터를 개발했다. 연구진이 개발한 히터의 모습. 2019.6.27 [KIST 제공]

현재 세계적으로 금속 나노와이어, 그래핀, 산화 그래핀 등을 이용해 웨어러블 히터를 개발하려는 연구가 진행되고 있다. 그러나 이런 재료들은 저마다 한계가 있어 히터로 상용화하는 데 어려움이 있다는 게 연구진의 설명이다.

금속 나노와이어는 값이 비싸고 유연성이 떨어지는 단점이 있다. 그래핀은 대면적으로 만들기 어려워 제작 공정에 한계가 있고, 산화 그래핀은 환원하는 공정에서 유해물질이 발생한다.

연구진은 이런 문제를 해결하고자 2016년 구 센터장팀이 개발한 신소재인 '맥신'(MXene)을 재료로 택했다. 맥신은 티타늄과 탄소 원자 등으로 이뤄진 얇은 판 모양의 물질로 두께가 1nm(나노미터·10억분의 1m)에 불과하면서도 전기전도성이 매우 우수하다.

고분자 섬유 표면에 맥신을 코팅해 만든 히터를 표현한 그림(a). 히터는 바느질 및 직조가 가능(b)하다. [KIST 제공]

고분자 섬유 표면에 맥신을 코팅해 만든 히터를 표현한 그림(a). 히터는 바느질 및 직조가 가능(b)하다. [KIST 제공]

연구진은 다양한 물질에 맥신을 코팅하는 방식으로 히터를 제작했다. 고분자 섬유 위에 맥신을 코팅하면 실 모양의 히터가 됐다. 이 히터는 전류를 조정해 발열량을 조정할 수 있으며, 실제로 고분자 섬유 손상을 고려해 100℃까지 온도를 올릴 수 있었다. 실 모양의 히터를 직조해 천 형태로 만들고 이 위에 바느질하는 것도 가능했다.

구종민 센터장은 "빛 투과도가 우수한 맥신 히터를 최초로 제시했다"며 "추가 연구를 진행해 히터의 성능을 더 향상할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

sun@yna.co.kr

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