기존 섬유 제조 공정으로 웨어러블 전자기기용 와이어를 만들 수 있는 기술이 개발돼 향후 경량성과 에너지 효율성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대가 모아진다.

한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터 한중탁 박사팀이 기존 섬유 제조 공정을 활용해 웨어러블(wearable) 전자기기를 위한 고성능 기능성 와이어 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

이번 성과는 기존 방식에 비해 효율적이면서도 경량화된 와이어 제작 기술로, 웨어러블 기기 산업의 혁신적 진전을 이끌 계기로 주목받고 있다.

웨어러블 전자기기는 스마트 시계, 안경, 이어폰 등 일상생활에서 필수품으로 자리 잡았다.

이들 기기의 핵심 구성 요소 중 하나는 가볍고 전기전도성이 뛰어난 와이어로, 전자기기의 성능과 지속 가능성을 크게 좌우한다.

한중탁 박사팀이 개발한 ‘단일벽 탄소나노튜브(CNT) 기반 고에너지 경량 와이어’는 이러한 요구를 충족시킬 새로운 소재로 평가된다.

CNT는 강철의 100배 강도와 구리에 버금가는 전기 전도성을 가진 신소재로, 높은 유연성과 에너지 밀도를 지닌다.

반면에 CNT는 응집력이 강하고 용매에 분산이 어려워 상용화에 기술적 한계가 있었다.

이를 극복하기 위해 연구팀은 CNT 표면에 산소 기능기를 도입해 용매와의 친화력을 높이고, 기존 섬유 제조 방식을 적용해 와이어를 제작했다.

이 과정에서 산화 그래핀을 첨가해 분산성을 개선하고 제조 효율을 극대화했다.

한국재료연구원(KIMS)과 건국대의 협력을 통해 성능 검증도 완료됐다.

CNT 와이어는 슈퍼커패시터와 가스 센서 등에서 높은 성능을 입증하며, 향후 스마트 의류, 소방 및 국방 분야에서도 활용 가능성이 기대된다.

연구팀은 이번 연구 결과를 미국 화학회(American Chemical Society)의 나노과학 분야 권위 학술지인 ‘ACS Nano’에 발표하며, 세계적으로 기술의 우수성을 인정받았다.

한중탁 박사는 “이번 연구는 가벼우면서도 성능이 뛰어난 와이어 개발의 세계 최초 사례로, 웨어러블 기기뿐 아니라 전기차, 드론 등 다양한 미래 모빌리티 분야로의 확장이 가능하다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회(NST), 한국연구재단의 지원을 받아 진행됐다.