교통대 인인식 교수팀 국제학술지에 성과 게재
웨어러블 헬스케어·환경 센서 응용 가능성 확인
[충청투데이 김의상 기자] 국립한국교통대학교(총장 윤승조)가 고세척성과 다기능성을 동시에 갖춘 차세대 전자섬유(e-textile) 기술을 개발해 주목받고 있다.
이번 연구 성과는 재료과학 분야 상위 2.3% 국제학술지 ‘Materials Today’에 게재됐다.
연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 진행됐으며, 나노화학소재공학과 인인식 교수 연구팀과 전기공학과 석사과정 김선엽 대학원생, 화학산업연구소 박영호 박사 등이 공동 참여했다.
연구팀은 전도성과 유연성을 가진 2차원 소재 ‘맥신(MXene, Ti₃C₂Tx)’을 면섬유에 균일하게 도포해 가열·가스 감지·촉각 인식 등 다양한 기능을 구현한 전자섬유 제작에 성공했다.
특히 맥신의 산화 취약성과 섬유 표면 접착력 저하 문제를 극복한 것이 이번 연구의 핵심이다.
연구팀은 도파민(dopamine)을 결합한 카르복시메틸셀룰로오스(CMC-DA) 리간드를 맥신 표면에 화학적으로 도입해 맥신의 산화 안정성과 섬유와의 접착력을 동시에 확보했다.
이를 통해 세탁 후에도 전기적 특성과 기능이 유지되는 내구성을 갖춘 전자섬유 기술을 확보했다는 평가다.
연구팀은 이 수성 잉크를 패드-드라이 및 딥코팅 방식으로 면섬유에 적용해 주울 발열(Joule heating)과 변형 감지 센서, 이산화질소(NO₂) 및 습도 감지 센서로의 활용 가능성도 확인했다.
또한, 밀도범함수이론(DFT) 기반 계산을 통해 도파민 리간드의 선택적 가스 분자 상호작용과 셀룰로오스의 수분 반응 메커니즘도 정량적으로 분석해 기술 신뢰성을 높였다.
인인식 교수는 “이번 연구는 맥신 기반 전자섬유의 산화와 세탁 내구성 문제를 해결한 원천기술로, 향후 착용형 헬스케어와 환경 센서 분야 응용이 가능하고 수용액 기반 공정으로 대량생산에도 유리하다”고 설명했다.
국립한국교통대 인인식 교수팀은 2023년 나인테크와 맥신 기술 협력을 위한 업무협약(MOU)을 체결해 상용화 연구도 진행 중이며, 나인테크와의 공동개발을 통해 본격적인 상용화를 추진하고, 다양한 산업 분야 기업과 협력해 응용 제품 개발을 병행해 나간다는 방침이다.
김의상 기자 udrd88@cctoday.co.kr