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상처나도 치유되고, 재활용까지 가능한 전자피부 개발

2018년 02월 10일 04:00
이미지 확대하기미국 콜로라도대학 볼더 캠퍼스 연구팀이 개발한 전자피부 - JIANLIANG XIAO / UNIVERSITY OF COLORADO BOULDER 제공
미국 콜로라도대학 볼더 캠퍼스 연구팀이 개발한 전자피부 - JIANLIANG XIAO / UNIVERSITY OF COLORADO BOULDER 제공

상처 나면 간단하게 치유할 수 있고, 부서지면 재활용까지 가능한 전자피부가 개발됐다. 로봇에서 생물 및 의학 기기까지 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

 

전자피부는 각종 센서 등을 포함한 전자회로를 사람 피부처럼 얇게 만든 것이다. 미국 콜로라도대학 볼더 캠퍼스 기계공학과 지엔량 씨아오(Jianliang Xiao) 교수와 화학 및 생물화학과 웨이 장(Wei Zhang) 교수 연구팀은 새롭게 개발한 전자피부 연구 결과를 9일 국제학술지 ‘사이언스 어드벤스(Science Advances)’에 발표했다.

 

연구팀이 개발한 전자피부에는 압력, 온도, 습도 및 공기 흐름을 측정하는 센서가 내장돼 있다. 센서의 기능은 기존에 개발된 것과 다를 바 없지만, 중요한 것은 재료다. 고분자 화합물인 ‘폴리이민(polyimine)’이 전자피부의 주재료다.

 

폴리이민은 탄소와 질소의 이중결합이 반복돼 생긴 고분자 구조를 말한다. 연구팀은 기계적 강도와 화학적 안정성을 높이기 위해 폴리이민에 은나노입자를 추가로 넣었다. 씨아오 교수는 “폴리이민은 흠집이 나더라도 상온에서 쉽게 치유할 수 있는 화학적 결합의 특징을 지닌다”고 말했다.

 

연구팀은 에탄올에 세 가지 화합물을 더해 전자피부의 ‘접착용액’을 만들었다. 이 접착 용액을 이용하면 전자피부의 찢어지거나 잘라진 부분을 원래대로 다시 이어 붙일 수 있다.

 

하지만 센서가 아예 부서져 버리면 더 이상 사용할 수 없게 된다. 연구팀은 이런 경우를 대비해 ‘분해용액’도 개발했다. 더 이상 사용할 수 없는 전자피부를 분해용액 속에 넣으면 무거운 금속인 은나노 입자만 용액 밑으로 가라앉는다. 나머지 물질은 분해돼 용액 속에 섞여 있다. 화합물이 섞인 용액과 은나노입자는 새로운 전자피부를 만드는 데 재활용할 수 있다.

 

씨아오 교수는 “전 세계에서 매년 수백만 톤의 전자 폐기물이 생산되고 있다”며 “그러나 우리가 개발한 전자피부는 간단한 공정을 통해 재활용이 가능하다”고 설명했다.


이혜림 기자

pungnibi@donga.com

 

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