땀과 마찰을 전기 에너지로…스마트 의류 나온다

KIST, 마찰전기 섬유·땀 전지 섬유 직조…새로운 스마트 섬유 개발
경제성 및 내구성 확보…"신체 정보 제공 센서 활용 위한 추가 실험도 진행 중"

KIST 제공

땀과 움직임을 에너지원으로 활용하는 스마트 의류가 나온다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 전자재료연구센터 송현철 박사팀과 장지수 박사팀이 공동연구를 통해 마찰전기 섬유와 땀 전지 섬유를 직조해 다양한 습도 조건에서도 전기를 발생시키는 스마트 의류용 섬유 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 

스마트 의류 분야는 그 동안 패션에 정보기술(IT)을 결합한 스마트 의류 제품이 출시되면서 기존 이차전지가 아닌 새로운 에너지원에 대한 관심이 높아져왔다. 

사람이 활동하면서 발생하는 마찰이나 땀에 함유된 포도당을 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 기술이 대표적이었지만, 마찰전기 섬유의 경우 습도에 취약해 주변 습기나 인체 땀에 의해 전력 효율이 낮아지는 문제가 있고, 특히 땀 전지는 발생 전력이 작아 활용에 어려움을 겪어 왔다. 

하지만 이번 개발된 기술은 사람이 활동할 때 발생하는 마찰 뿐 아니라 마찰전기 섬유의 전력 효율을 저하하는 습기와 땀까지 에너지원으로 활용해 효율성을 높였다. 

kist 제공

연구원에 따르면 연구진은 마찰전기 섬유 1개와 땀 전지 섬유 36개로 구성된 의류용 섬유 두 개를 연결해 배터리없이 인체의 움직임과 땀으로부터 위치 추적 센서를 구동하는데 성공했다.

해당 스마트 의류용 기능성 섬유는 단순 코팅 공정과 직조 기술만으로도 대면적, 대량 생산이 가능해 제작 단가와 공정시간을 획기적으로 절감할 수 있으며 10회 이상의 반복적 세탁 후에도 전기 에너지 발생 특성이 유지돼 상용화 가능성을 높였다.

KIST 송현철 박사는 "이번 개발한 기술은 의류형 전자기기 및 웨어러블 디바이스 전 분야에 활용 가능하지만, 특히 소방관이나 군인, 산악인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들을 위한 전원 공급으로 적용이 기대된다"며 "스마트 의류에 적용해 다양한 신체 정보를 제공해주는 센서로 활용하기 위한 추가 실험도 진행 중"이라고 밝혔다. 

이번 연구 결과는 에너지 재료 분야 권위지인 'Advanced Energy Materials' (IF: 29.698, JCR 분야 최상위 2.73%) 최신 호에 게재됐다.

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대전CBS 신석우 기자 dolbi@cbs.co.kr

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