국내 연구진, 투명하고 ‘쭉쭉’ 늘어나는 히터 세계 최초 개발

신축성 히터를 팔목에 부착하고 찍은 적외선 사진. 늘어나도 히터가 정상적으로 작동한다.
(서울대 제공)

국내 연구진이 투명하고 잘 늘어나 웨어러블 기기에 사용할 수 있는 히터를 세계 최초로 개발했다. 고승환 서울대 기계항공공학부 교수팀은 60%가량 늘어나면서 섭씨 100도의 온도에도 끄떡 없이 작동하는 히터를 개발하고 국제학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 14일자에 게재했다.

최근 세계 각국 연구진이 앞다퉈 웨어러블 기기에 필요한 소자를 연구하고 있지만 투명하면서도 잘 늘어나는 히터는 아직까지 개발되지 않았다. 히터는 그 자체로 개인용 및 치료용 온열기기로 쓸 수 있고 센서나 디스플레이 같은 소자 구동에도 쓰이기 때문에 차세대 웨어러블 기기 개발에 중요한 요소다.

연구진은 에탄올 용액 속에 나노미터(nm·10억 분의 1m) 단위의 작은 은나노와이어를 넣은 뒤 필터로 여과시켜 균일하게 연결된 네트워크 형태의 은나노와이어를 얻어냈다. 이를 인체에 무해한 고무 재질의 기판에 붙이자 기판이 은나노와이어에 묻어 있는 에탄올을 흡수해 살짝 부풀면서 안정적으로 접착됐다.

실험 결과 이 히터는 인체 부위가 가장 많이 늘어나는 정도인 60%까지 잡아 늘려도 손상 없이 작동했다. 온도가 100도를 넘어가도 이상 없이 작동했고 온도를 높이면서 잡아 늘려도 문제가 없었다.

고 교수는 “레이저로 필요한 부분만 남기고 지울 수 있어 좁은 부위를 선택적으로 가열하는 온열 치료용 웨어러블 의료기기 제작에도 쓸 수 있을 것”이라고 말했다.

최영준 동아사이언스기자jxabbey@donga.com