생체모방 인조 진주층을 섬유 직물에 통합기술 개발은 고성능 전자 섬유를 구현하기위한 유망한 접근 방법이며, 이러한 기술 개발은 고강도᛫경량화 물성과 함께 강한 난연 특성을 지닌 난연전자섬유를 구현할 수 있다.
2차원 물질인 그래핀은 기계적/전기적/열적 특성이 우수한 신소재로 각광받고 있으나, 무결함 그래핀의 제한된 유기용매에 분산 특성 및 유/무기 화합물과 낮은 혼화성으로 인하여 무결점 그래핀 진주층 기반 난연전자섬유에 직접적인 응용하기 위해 전세계적으로 활발히 연구되고 있다.
공주대 송성호 교수 연구팀은 2차원 무결점 그래핀에 멜라민 기반 비공유기능기화 (Non-covalent functionalization) 접근을 통하여 그래핀의 고유물성 저하없이 다양한 유기용매에 고농도의 그래핀 분산기술을 개발하였으며, 다양한 유기용매에 분산된 그래핀을 Carboxymethyl cellulose (CMC) 및 금속나노입자와 복합화를 통하여 기계적/난연 특성이 우수한 진주층 복합소재 기술을 개발했다.
더욱이 제조된 진주층 복합소재를 다양한 섬유 표면에 브러쉬 코팅 (brush-coating) 및 롤 코팅 (Roll-coating) 기술을 접목하여 다양한 회로패턴을 구현할 수 있었으며, 고온의 열에 노출에도 불구하고 초기의 전자섬유의 특성을 탁월하게 유지하는 난연전자섬유의 원천기술을 개발하였다.
논문의 교신저자 송성호 교수와 제1저자 박광현 연구원은 “탁월한 기계적/전기적/난연 특성을 지닌 전자섬유기술개발은 현재까지 최초 보고되는 연구성과이며, 산업적으로 활용 가치가 매우 크다”며 “더욱이 인공근육, 유연성 전극 및 항공 우주 산업의 다양한 분야에 응용 가능성을 기대한다”고 밝혔다.
이 연구성과는 미국화학회 (ACS)가 발행하는 나노᛫재료 분야의 권위있는 국제 학술지 ACS Nano (Impact factor: 15.881)에 게재됐다. (논문명: Quaternary Artificial Nacre-Based Electronic Textiles with Enhanced Mechanical and Flame-Retardant Performance)
<저작권자 ⓒ 충남신문 무단전재 및 재배포 금지>
댓글
|
|