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60% 늘어나도 정상작동 투명 은나노선 발열장치 개발

송고시간2015-07-26 12:00

서울대 고승환 교수 "차세대 착용형 온열기기 개발에 기여"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 망(네트워크) 구조의 은(Au) 나노선(NW)을 이용해 60%까지 잡아늘여도 정상적으로 작동하는 투명 은나노선 히터를 개발했다.

서울대 기계항공공학부 고승환 교수와 홍석준 박사후연구원, 이하범 박사과정 연구원, 버클리 캘리포니아대 여준엽 박사후연구원팀은 26일 네트워크 형태의 은 나노선을 신축성이 좋은 투명 고분자 물질과 결합시켜 최고 100℃ 이상 열을 낼 수 있는 발열장치를 개발했다고 밝혔다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 재료분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials, 7월 14일자) 온라인판에 게재됐다.

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발열장치는 센서나 디스플레이 같은 소자의 구동에 이용되고 특히 신축성이 있는 투명히터는 온열치료장치나 차세대 웨어러블(착용형) 소자 개발에도 중요하기 때문에 활발히 연구되고 있다.

연구진은 이 연구에서 에탄올 용액 속에 퍼져 있는 은 나노선을 필터로 여과해 균일한 네트워크 형태의 은 나노선을 만든 다음 이를 투명하고 탄성이 우수한 고분자인 폴리디메틸실록산(PDMS)에 결합시켜 신축성 나노선 히터를 개발했다.

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이 나노선 히터는 늘어남, 압축, 비틀림 등 변형을 가했을 때 신체에서 일어날 수 있는 최대 인장 강도인 60%만큼 늘어나도 손상 없이 작동하고, 직접 신체 부위에 붙여 시행한 실험에서도 우수한 성능이 확인됐다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 이 은 나노선 히터는 은 나노선 네트워크가 기판 고분자에 반쯤 묻힌 독특한 구조로 전기적, 기계적 안정성이 높고, 레이저로 은 나노선 네트워크를 필요한 부분만 남기고 제거할 수 있어 좁은 부위를 선택적으로 가열하는 온열치료용 의료기기 제작에도 응용할 수 있다고 설명했다.

고승환 교수는 "기존의 유연한 투명 히터는 단순히 굽히는 인장 변형을 견딜 수 있었지만 이번에 개발된 히터는 투명하고 신체에서 일어날 수 있는 최대 인장 변형 하에서도 작동할 수 있다는 데 의의가 있다"며 "차세대 착용형 기기 및 개인 열관리 분야에 사용될 기술로 기대된다"고 말했다.

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scitech@yna.co.kr

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