[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 기계 공학과 박인규 교수와 한국 기계 연구원 정준호 박사 공동 연구팀이 섬유 위에 다양한 기능성 나노 구조체를 구현하는 생체 적합성 공정을 개발했다.

연구팀은 이번 연구에서 물에 잘 젖는 섬유의 특성을 이용해 수용성 고분자며, 생체 적합성이 우수한 히알루론산의 나노 패턴을 사용했다.

연구팀은 히알루론산 기판에 나노 패턴의 템플릿을 제작한 후 다양한 기능성 소재의 박막을 진공 증착으로 형성했다.

그 후 섬유에 흡수된 물을 이용해 히알루론산 템플릿을 녹여내 최소 선폭 50 나노미터인 나노 구조체를 섬유 위에 전사했다.

이 방법을 통해 금, 은, 팔라듐, 알루미늄, 이산화규소와 같은 금속과 비금속 소재의 나노 패턴 형성이 모두 가능하며, 동시에 다양한 나노 구조체의 조합을 자유롭게 섬유 위에 제작할 수 있다.

연구팀은 개발한 공정으로 팔라듐 나노 구조체를 전사해 수소 감지 센서를 제작했고, 나노 구조체가 없는 센서와 비교해 센서 감도의 향상을 확인했다.

또 나노 구조체가 갖는 광학적 특성인 국소 표면 플라즈몬 공명 현상에 따른 나노 구조색을 이용해 같은 금속·구조지만 두께와 형상 파라미터에 따라 서로 다른 고유한 색을 나타내는 보안 패턴에 적용할 수 있음을 입증했다.

연구팀은 전기적·광학적 특성을 이용해 환경·신체 움직임 모니터링, 나노 구조색을 이용한 보안 패턴, 광촉매를 이용한 자가 세정 기능 등을 섬유에 부여할 수 있으며, 스마트 섬유로 활용 가능할 것으로 전망했다.

고지우 박사 과정이 1 저자로 참여한 이번 연구는 나노 분야 권위 있는 국제 학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano) 2월 25일 자 14권 2호 논문에 게재됐다.