거미줄보다 6배 질긴 그래핀 섬유 개발

김선정 한양대 교수

(아주경제 권석림 기자) 그래핀을 소재로 거미줄보다 6배 강한 섬유를 국내 연구진이 개발했다.

사람 근육만큼 질기고 유연성도 뛰어난데다 전기적 특성도 우수해 인공근육이나 센서·방탄복 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

교육과학기술부는 김선정 한양대 전기생체공학부 교수팀이 그래핀과 탄소나노튜브를 물리적으로 결합시키는 방법으로 기계적 특성이 우수한 인공 섬유를 소재를 개발하는데 성공했다고 2일 밝혔다.

연구팀에 따르면 거미줄의 나노구조가 선과 블록 형태로 배열되는 것에서 아이디어를 얻어 탄소나노튜브와 그래핀을 결합시켰다.

물리적으로 결합시킨 나노구조가 스스로 배열되는 특성을 이용함으로써 추가 열처리 없이도 간단하게 섬유의 강도와 인성(touchness)을 높였다.

이 전에도 탄소나노튜브와 그래핀은 기계적·전기적 특성이 우수해 고강도 나노복합소재 개발에 널리 사용돼 왔다.

하지만 그래핀은 2차원 면구조라 섬유 형태로 제작이 어렵고, 탄소나노튜브는 서로 엉켜붙는 등의 한계를 갖고 있었다.

이번에 거미줄의 나노구조를 모방한 섬유는 고무밴드에 바느질을 할 수 있을 만큼 질기고 유연하며 외부 비틀림에도 강해 스프링 형태로도 제작이 가능하다고 연구팀은 설명했다.

김 교수는 “개발한 나노복합체 신소재는 우수한 전기전도성을 지녀 인공근육 뿐만 아니라, 센서나 에너지 저장 등에 쓰일 수 있어 공정이 간단해 대량생산도 가능하다”고 말했다.

이번 연구성과는 세계 최고 권위의 과학전문지 네이처(Nature)의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’에 1일자에 실렸다.