포스텍 연구팀이 물방울이 맺히지 않는 ‘연잎효과’를 이용해 고어텍스 기능을 갖춘 섬유를 개발했다.
포스텍은 기계공학과 임근배 교수·조성진씨 연구팀이 섬유 구조물과 나노구조체에 연잎효과를 응용해 원래 길이에서 3배 이상 늘려도 성질이 그대로 유지되고, 자가세정 기능까지 갖춘 초소수성 가스투과막을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.
대학측은 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 사업의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 세계적 저널인 ‘어드밴스드 펑셔널머터리얼스지’의 최근 표지논문으로도 선정됐다고 덧붙였다.
연구팀에 따르면 전기방사라는 나노섬유 제작방법으로 폴리우레탄을 만든 뒤 표면에 자기조립 방식을 이용해 폴리아닐린 나노구조물을 균일하게 형성시키고 구조물에 미세하고 균일한 금(crack)을 만들었다.
이 금과 나노구조 덕분에 고어텍스와는 달리 3배 이상 늘려도, 또 1000번 이상의 반복실험에서도 그 성질이 유지된다는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 이렇게 만들어진 섬유는 최대 인장률이 300%로 고어텍스(9%)보다 잘 늘어나고 세탁도 간편한데다 연잎효과를 응용한 자가세정 기능까지 있어 훨씬 다양한 활동성 의류에 적용할 수 있다.
연구팀은 이번에 개발한 새로운 막이 방수투습 원단 시장의 대부분을 차지하는 고어텍스를 대체할 경우 아웃도어 시장에 큰 변화를 가져올 것이라고 설명했다.
이와 함께 기체는 물론 미세입자, 음파도 선택적으로 투과시킬 수 있어 방수처리와 신축성이 필요한 입는 컴퓨터는 물론 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이, 가스 분리막, 기능성 마스크 등에도 활용할 있다는 것이다.
조성진씨는 “이번 연구성과는 다른 연잎효과를 응용한 것과 달리 가스나 습기를 투과할 수 있는 새로운 개념의 신축성 표면으로 신축성도 크게 증가됐을 뿐 아니라 반복된 실험에서도 그 성능을 잃지않는 데다 공정도 간단해 향후 상용화 가능성이 높은 것으로 평가되고 있다”고 말했다.
*연잎효과= 연잎 표면에는 눈에 보이지 않는 미세한 돌기가 퍼져 있어 물이 달라 붙지 않아 연잎효과라 불리는 자가세정을 갖고 있다.
*전기 방사= 용매에 물질을 녹인 후 고전압으로 손쉽고 빠르게 나노미터 스케일의 섬유를 연속적으로 제작하는 방법. 기존의 나노 섬유 제작방법에 비해 고가·대규모 장비가 필요하지 않은 혁신적 제작 방법. 필터, 생체 재생용 지지체, 센서 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.
사진 설명-최근 연잎효과를 이용해 고어텍스 기능을 갖춘 섬유를 개발한 포스텍 임근배 교수(왼쪽)와 조성진씨. <포스텍 제공>
조수현
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