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[Science] 최신 웨어러블 기술들 “몸에 착! 전기 슉!”

실을 늘려 발광다이오드(LED) 전구를 켜는 모습(왼쪽)과 코일 형태의 트위스트론 실 현미경 사진. 김선정 교수 제공
 
 

《 입을 수 있는 로봇, 음악을 재생할 수 있는 재킷 등 웨어러블(입을 수 있는) 전자기기들이 속속 등장하고 있다. 이 기기가 일상화되기 위해서는 무겁지 않고 우리가 평소에 입는 옷처럼 얇고 가볍게 만드는 것이 관건. 웨어러블 기기가 일상으로 들어올 수 있도록 돕는 최신 기술들을 만나보자. 》

 

 

전기 만드는 실

 

웨어러블 기기는 옷처럼 입고 다녀야 하기 때문에 전선을 연결한 채 사용할 수 없다. 이 때문에 에너지를 공급하는 기술이 중요하다.

한양대 김선정 전기 생체공학부 교수 연구팀은 입고 숨만 쉬어도 전기가 만들어지는 섬유 ‘트위스트론 실’을 최근 개발했다.

 

트위스트론 실은 머리카락 두께보다 가는 탄소나노튜브로 만들어진다. 이 실을 위아래로 잡아당기면 전하(전기를 띤 입자)가 실 표면에 발라져 있는 젤 상태의 전해질(전류를 흐르게 하는 물질)을 통해 이동하면서 전기가 발생한다. 이 섬유를 활용해 옷을 만들어 입으면 숨을 쉴 때마다 옷감이 늘어나고 전기가 만들어지는 것.

 

트위스트론 실은 스스로 전기를 생산할 수 있어 웨어러블 기기뿐만 아니라 배터리가 필요 없는 휴대전화나 장시간 비행이 가능한 드론 개발 등의 분야에서 활용할 수 있다.

 

옷 위에 발라진 배터리를 실행하는 모습. 이상영 교수 제공
 
 

바르는 배터리

 

그림을 그리는 것처럼 옷에 바를 수 있는 배터리도 나왔다. 울산과학기술원(UNIST)의 이상영 교수 연구팀이 개발한 이 바르는 배터리는 물에 넣고 빨거나 비틀어도 기능이 망가지지 않는다. 다림질처럼 열을 가해도 멀쩡하다.

 

기술의 비밀은 바로 액체와 고체의 중간 상태의 젤을 활용한 것. 배터리의 구성요소인 양극, 음극, 그리고 두 극 사이에서 전류가 흐를 수 있게 해주는 전해질을 모두 젤의 형태로 바꿔 층층이 발라 배터리를 만들었다. 양극을 띠는 젤을 바르고 그 위에 전해질을 띠는 젤, 마지막으로 맨 위에 음극을 띠는 젤을 발라서 굳히면 얇은 건전지가 되는 것.

 

양극과 음극에 전선을 가져다 대면 불이 들어온다. 건전지가 방전되면 전용 충전기를 이용해서 다시 충전한 뒤에 사용할 수 있다.

 

옷감 위에서 작동되는 유기발광다이오드(OLED)의 모습. 한국과학기술원 제공
 
 

입는 디스플레이

 

내가 원하는 색으로 옷을 바꿀 수 있는 날도 다가온다. 옷감에 디스플레이를 달아 ‘입는 디스플레이를’ 만든 것. 한국과학기술원(KAIST) 최경철 교수 연구팀은 유연한 옷감 위에 유기발광다이오드(OLED·소자 스스로 빛을 내는 디스플레이)를 붙이는데 성공했다고 최근 밝혔다.

 

섬유의 거친 표면을 매끈하게 다듬고 유기발광다이오드 소자를 섬유에 붙였다. 소자가 섬유에 직접 붙어있기 때문에 일반 천처럼 구겨도 괜찮다. 2㎜의 두께로 접어도 망가지지 않는다. 수분의 침투를 막고 유연성을 유지하기 위해 여러 겹의 얇은 막을 쌓아서 보호막을 만들었다.

 

▶이지현 기자 easy27@donga.com

 

      
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2017.08.29 21:49:11 입력

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