국내 연구진이 버려지는 멍게껍질로부터 나노셀룰로오스를 추출, 탄소나노튜브와 결합한 복합섬유를 만들어 후처리와 촉매가 필요 없는 이산화질소 센서 소재를 개발했다. 이 복합섬유는 기계적 강도와 유연성을 모두 갖춰 일반섬유에 섞어 직물을 만들면 유해가스인 이산화질소를 감지할 수 있다.
한국과학기술연구원(KIST) 기능성복합소재연구센터 정현수·이승기 박사 연구팀과 한국과학기술원(KAIST) 정희태 교수 연구팀은 멍게껍질을 활용해 섬유형 이산화질소 센서를 개발, 값싼 웨어러블 가스 센서를 상용화하는 길을 열었다고 4일 설명했다.
연구진이 제조비용을 산출한 결과 섬유 1m당 약 10원 미만에 불과했다. 이 복합섬유는 전도성, 다공송, 이산화질소 가스에 대한 높은 선택성과 감도를 제조단계에서부터 갖고 있다.
기존 섬유 기반의 센서 소재는 대부분 일반 섬유에 전도성 소재와 센서 소재를 혼합, 코팅하는 방식으로 제작돼 저항이 커 높은 전압이 필요하고 내구성에도 문제가 많았다. 이에 따라 섬유 자체가 전도성을 가지는 그래핀산화물 섬유가 나왔으나 후처리 공정이 필요하고 유연성이 떨어지고 비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.
정현수 KIST 박사는 “웨어러블 센싱 소재로서 갖춰야 할 기본 물성을 재료의 복합화를 통해 한 번에 제조할 수 있는 있다”며 “이산화질소 외에 다른 유해가스 검출용 웨어러블 소재를 경제성 있게 개발할 것”이라고 밝혔다. 연구 성과는 ACS Nano 최신호에 게재됐다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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