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[IT뉴스]“섬유 한가닥만으로” 전기만들고 유해가스 감지 한번에

온카뱅크관리자

2026-07-08 10:07:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 재료硏-부산대, 차세대 다기능 섬유 전자소자 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="0m4zCZ6bY3">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c50631d792a73e5b8602e09bda6ab5d25313ed858771f4c98e1faaad505e0718" dmcf-pid="ps8qh5PK5F" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="UiO-66 MOF 소재를 적용한 다기능 섬유형 전자소자의 구조 모식도.[한국재료연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/08/ned/20260708100223584dapj.jpg" data-org-width="535" dmcf-mid="tiYIMjHl1U" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/08/ned/20260708100223584dapj.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            UiO-66 MOF 소재를 적용한 다기능 섬유형 전자소자의 구조 모식도.[한국재료연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="89f3b48d14fded83a56c1b325b1a7c0294cfa2b91b1aa99236ac8dc9e6dca711" dmcf-pid="UO6Bl1Q95t" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국재료연구원(KIMS) 송명관‧이희정 박사 연구팀과 부산대학교 이형우 교수, 한국항공대학교 신명훈 교수 연구팀이 전기 생산과 황화수소(H2S) 가스 감지를 동시에 수행할 수 있는 다기능 섬유형 전자소자를 개발했다. 이번 성과는 향후 스마트 의류와 산업안전용 웨어러블 기기 실용화를 앞당길 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="1b9860110babdd15bb9cb5531bd2873b968d28a533d2e560db83ab63ec02a62b" dmcf-pid="uIPbStx2Z1" dmcf-ptype="general">최근 웨어러블 전자기기와 사물인터넷(IoT) 기술이 빠르게 발전하면서, 외부 전원에만 의존하지 않고 스스로 전력을 생산하면서 주변 환경까지 모니터링할 수 있는 차세대 섬유형 전자소자가 주목받고 있다. 하지만 기존 섬유형 태양전지는 발전 효율과 내구성에 한계가 있었고, 대부분 전력 생산 등 단일 기능에 머물러 실제 웨어러블 환경에서의 활용성이 제한적이었다,</p>
          <p contents-hash="38fcde3ce94d393e012e57d39cc0d29715f94237ce9a4c37d45e91306f98f68d" dmcf-pid="7CQKvFMVH5" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 섬유형 태양전지의 전기 생산 기능에 유해가스 감지 기능을 더한 금속-유기 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 기반 다기능 섬유전자소자를 개발했다.</p>
          <p contents-hash="f08e20660df6c87d2326dcda3da11934895a58d24f62f15caaea6640f1399c71" dmcf-pid="zwVuOH4qtZ" dmcf-ptype="general">MOF는 금속 이온과 유기 분자가 3차원적으로 연결돼 만들어진 다공성 소재다. 내부 표면적이 넓고 미세한 기공이 많아 가스 흡착, 센서, 촉매, 에너지 소자 등 다양한 분야에 활용된다.</p>
          <p contents-hash="4bc8fc2a1ac105a147b1da95999424ea1106024cf4f110fe42117e04220c84d5" dmcf-pid="qrf7IX8BGX" dmcf-ptype="general">이 기술은 염료가 빛을 흡수해 전기를 만드는 섬유 형태의 태양전지에, 황화수소(H2S)와 같은 유해가스를 효과적으로 포착할 수 있는 MOF 소재를 결합한 것이 핵심이다.</p>
          <p contents-hash="ebe17d081adc2a7ec5554f84f4232ae9ef430b1d0cdefdeac02fbc6277a5b48c" dmcf-pid="Bm4zCZ6b5H" dmcf-ptype="general">연구팀은 대표적인 MOF 소재인 UiO-66에 전자를 끌어당기는 불소(F)와 전자를 내어주는 아민기(NH2)를 각각 도입, 태양전지와 가스센서에 적합한 기능성 MOF 소재를 합성했다. 이 소재를 섬유형 염료감응 태양전지의 이산화티타늄(TiO2) 광전극에 적용, 빛을 받아 생성된 전하가 더 원활하게 이동하도록 했다.</p>
          <p contents-hash="77a0106f73e1740ccbb66a34338b53f502206f424737001e377ac253bb6989b1" dmcf-pid="bs8qh5PK1G" dmcf-ptype="general">개발된 섬유형 소자는 전기를 생산하고 유해가스를 감지할 뿐만 아니라, 실제 착용 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 성능을 입증했다. 빛 에너지가 전기로 바뀌는 비율인 광전변환효율은 7.16%로, 기존 이산화티타늄 광전극보다 약 29% 높았다. 강한 햇빛은 물론 실내조명 아래에서도 전기를 생산해 일상 환경에서 자가발전 전원으로 활용될 가능성을 보였으며, 황화수소 가스에는 약 9초 만에 반응해 빠른 감지 성능을 나타냈다. 특히 1500회 이상 반복해 구부린 뒤에도 초기 성능의 약 80%를 유지했고, 20회 세탁 후에도 80% 이상의 성능을 유지해 옷감처럼 구부러지고 세탁되는 환경에서도 적용할 수 있는 내구성을 입증했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f94a2b490fd5a288e48dfd30c18ac738c924dbca21a770ba77067cd141884a96" dmcf-pid="KO6Bl1Q95Y" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="부산대학교 이형우(왼쪽부터) 교수, 한국재료연구원 조은영 박사, 이희정 박사, 송명관 박사.[한국재료연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/08/ned/20260708100223818hdzl.jpg" data-org-width="1060" dmcf-mid="3Gd4GuiPY0" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/08/ned/20260708100223818hdzl.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            부산대학교 이형우(왼쪽부터) 교수, 한국재료연구원 조은영 박사, 이희정 박사, 송명관 박사.[한국재료연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="a4bda32504a6c734cfa18c10b299dbc7569bb3000a6f7271cb651606994a0e08" dmcf-pid="9IPbStx2GW" dmcf-ptype="general">이번 성과는 주변 빛을 이용해 전기를 만들고, 동시에 유해가스 노출 여부를 감지할 수 있어 산업현장의 작업자 안전관리, 환경 모니터링, 스마트 의류, 자가발전형 IoT 센서 등에 적용될 수 있다.</p>
          <p contents-hash="de5c430539b1e50c965249d4697592d15946650cef6ae2bd6545429ae83792c9" dmcf-pid="2CQKvFMVZy" dmcf-ptype="general">송명관 박사는 “섬유형 전자소자 분야에서 발전 성능 향상과 센서 기능을 함께 확보함으로써 차세대 웨어러블 전자섬유의 새로운 가능성을 제시했다”면서 “향후 다양한 MOF 소재를 기반으로 유해가스 감지 특성을 체계적으로 분석하고, 관련 데이터베이스를 구축해 자가발전형 센서 소자의 활용성을 더욱 높여 나갈 계획”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="a2edde194a5490f1c4709ee22a4fde05938efcec5c562c59ebc99b222d48d128" dmcf-pid="Vhx9T3RfGT" dmcf-ptype="general">국가과학기술연구회 글로벌 TOP 전략연구단 사업 지원을 통해 수행된 이번 연구성과는 화학공학 분야 학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF 12.5)에 2026년 6월 12일 온라인 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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