IBS 연구진, 팔방미인 전도성 고무 개발에 성공

높은 신축성과 전도성 가져...인체에 독성도 없어

연구 성과, 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 게재

금 코팅된 은나노와이어의 합성

【서울=뉴시스】최선윤 기자 = 자유자재로 늘어나는 차세대 전자기기나 웨어러블 생체 기기 개발에 있어서 늘어나는 전도체는 필수적 요소다. 위어지거나 늘어나는 변형에도 기기의 전도체가 안정적으로 전류를 공급해야 하기 때문이다.

 이때 에너지 손실을 최소화려면 전도성이 높아야하는 한편, 안정적인 변형 범위가 커야만 기기가 크게 휘어지거나 늘어나도 안정적인 구동이 가능하다. 웨어러블 생체 기기가 활용되기 위해서는 늘어나는 전도체의 생체 친화성을 높이는 것이 큰 과제다.

 이에 기초과학연구원(IBS) 연구진은 높은 전도도를 가지면서 신장력이 뛰어난 전도성 고무를 개발했다. 연구진은 전도도를 높이기 위해 금속인 은 나노와이어를 이용했다. 생체친화성을 높이기 위해 은 나노와이어에 금을 입혀 활용 가능성도 높였다.

 김대형 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 부연구단장과 현택환 단장 공동연구진은 기계적 변형에도 안정적으로 전기신호를 전달할 수 있는 전도성 고무를 개발했다고 14일 밝혔다. 이같은 연구 성과는 네이처 나노테크놀로지 온라인 판에 이날 0시(한국시간)에 게재됐다.

 연구진은 금이 입혀진 길이가 긴 은 나노 와이어와 고무 성분인 SBS 엘라스토머를 섞어 전도성 금-은 나노복합체를 만들었다. 이번에 개발한 금-은 나노복합체는 기존에 연구된 전도성 고무와 비슷한 전도도 영역에서 최고 840%의 신장력을 기록한다. 인체에 독성이 없는 것도 특징이다

 연구진은 금-은 나노복합체를 그물 형태로 제작해 실험을 진행했다. 그물 형태의 금-은 나노복합체는 돼지의 심장을 감싸 심장 신호의 변화를 모니터링하고, 전기 자극을 주는데 성공했다.

 IBS 연구진은 이번에 개발한 금-은 나노복합체가 움직임이 큰 피부 위에서도 안정적으로 전기를 전달할 수 있어 향후 차세대 웨어러블 의료기기 개발에 획기적인 소재로 활용될 것으로 기대하고 있다.

 금-은 나노복합체는 피부에서 발생하는 다양한 전기 신호를 측정해 신체 상태를 모니터링 할 수 있다. 금-은 나노복합체에 전극과 히터를 내장시키면 전기 자극이나 열 자극을 동시에 구현해 간단한 물리치료도 가능하다.

 김대형 IBS 부연구단장은 "이번에 개발한 금-은 나노복합체는 고전도성, 고신축성, 생체 친화적이어서 향후 바이오메디컬 디바이스 발전에 기여할 것"이라고 밝혔다.

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