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[IT뉴스]전기연, 나노 기반 ‘고에너지 경량 와이어’ 기술 개발

온카뱅크관리자

2025-03-17 09:07:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">"가볍고 오래가는 웨어러블 전자기기 발전 기여"</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="8AjOWGlo5M">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6be95768ea29cc1d5fdd27b5857ff8ed2b29c2b2de47cd9a305f0a0f14c2152f" dmcf-pid="6cAIYHSgZx" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="CNT 기반의 ‘고에너지 경량 기능성 와이어’ 제조 공정. ⓒ한국전기연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/17/dailian/20250317090158730rvte.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="4I3KQMf5ZR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/17/dailian/20250317090158730rvte.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            CNT 기반의 ‘고에너지 경량 기능성 와이어’ 제조 공정. ⓒ한국전기연구원
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="d20ae018f648524fbaafa8b0b9abe8f5a75166152d7ebe030e4570e6640fcf88" dmcf-pid="PkcCGXvatQ" dmcf-ptype="general">한국전기연구원(KERI)은 한중탁 나노융합연구센터 박사팀이 기존 합성섬유 공정 방식을 그대로 활용해 웨어러블(wearable) 전자기기의 근간인 ‘기능성 와이어(전선, wire)’를 제조했다고 17일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="90c907b98eda429ab20084527e338f392e43d0b03521423f2de536af84d65bee" dmcf-pid="QEkhHZTN1P" dmcf-ptype="general">사람의 손목, 귀, 눈과 같이 몸에 부착하거나 착용할 수 있는 웨어러블 전자기기는 스마트 시계·안경·이어폰 등 다양한 형태로 이미 우리 일상이 된 지 오래다. 이러한 기기의 핵심은 가볍고, 오래 가는 성능을 보유해야 하는 것이며, 다양한 노력이 있겠지만, 중요한 소재 중 하나는 전기가 통하는 기능성 와이어다.</p>
          <p contents-hash="9ebeb1f50ff0a14486f74ec70c3b1fb4293cc0fe3305d3adf5435f7d916b27a7" dmcf-pid="xQPLEwNfZ6" dmcf-ptype="general">KERI의 ‘단일벽 탄소나노튜브(CNT)’를 활용한 고에너지 경량 와이어를 개발했다.</p>
          <p contents-hash="b08277b313a7e28ab0b64f54db6ab1dd0111200768ce5871e3cbbb131b7544f0" dmcf-pid="yTv1zB0C58" dmcf-ptype="general">CNT는 강철의 100배 강도에, 전기 전도도는 구리에 버금가는 수준을 가진 신소재다. 6각형 고리로 연결된 탄소들이 긴 원통형 모양을 이루고 있어 유연성도 뛰어나다.</p>
          <p contents-hash="9f65c64a1679d7bc51ed3735aaa32b94bd1164872fdba9f31f96c2cd373b360b" dmcf-pid="WyTtqbphG4" dmcf-ptype="general">CNT는 소량의 첨가만으로도 에너지 밀도를 크게 높여주기 때문에 전자기기를 구성하는 무거운 구리의 양을 크게 줄일 수 있다. 다만 CNT는 응집하려는 성질이 매우 강해 서로 엉킨 구조를 가지고, 유기용매 등에 분산이 어려워 전기·전자기기 분야에 적용하는 데 높은 기술력이 요구된다.</p>
          <p contents-hash="42bdb775e2c4fff0f33d2aa6fc852652940e8ca002b5a300900cbbdea6d34ac4" dmcf-pid="YWyFBKUlHf" dmcf-ptype="general">이에 한중탁 박사팀은 CNT 표면에 용매와 친한 ‘산소 기능기’를 도입하기 위해 소량의 강산과 첨가제를 넣고 반죽해 저온(섭씨 2℃)에서 일정 시간 보관했다. 이는 빵이나 국수를 만들 때 밀가루에 물과 첨가물을 섞어주고 반죽을 하면 숙성이 되는 방식을 모방한 것이다. CNT가 저온에서 기능화될 경우 표면에 결함 구조가 최소화돼 성능을 극대화할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="974f702c3616274c0cf4b66fa358090a08702a8f9a9e24881d8edaa390e0b367" dmcf-pid="GYW3b9uStV" dmcf-ptype="general">여기에 추가로 100나nm 정도로 크기가 제한된 ‘산화 그래핀을’ 첨가했고, 이후 기존 합성섬유 제조 방식과 동일하게 다수의 작은 구멍을 통해 CNT 용액(도프, dope)을 여러 갈래로 방사(spinning)했다.</p>
          <p contents-hash="40e33b17d76f3f62c9558b78e1432e968bed46df6ff9eb0867df04152d598aa9" dmcf-pid="HGY0K27vH2" dmcf-ptype="general">이 과정에서 크기가 조절된 산화 그래핀은 CNT 용액의 분산성을 높이고, 방사 중 노즐이 막히는 현상을 크게 줄여주었다. 마지막으로 산소 기능기가 도입된 CNT는 방사 과정을 거친 뒤 상호 수소 결합에 의해 거미줄처럼 하나의 가닥으로 접합돼 기능성 와이어로 제조된다.</p>
          <p contents-hash="c08b7dab2bdd16512bcc6b10ac505ebe0b827b063ec3dba0d3c6a8025aef9ecb" dmcf-pid="ZXHU2fqyZK" dmcf-ptype="general">한중탁 KERI 박사는 “기능화된 CNT를 유기용매에 분산하고, 용액 방사해 와이어를 만든 세계 최초의 성과로, 가볍고 오래 가는 웨어러블 전자기기 산업 발전을 이끌 것”이라며 “꾸준한 연구를 통해 전기차나 드론 등 미래 모빌리티 분야에서도 구리 와이어를 대체해 경량성과 에너지 효율성을 크게 높일 수 있을 것”이라고 전했다.</p>
         </section> 
        </div> 
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