바이오·헬스케어분야와 국방·환경·농업 등 다양한 분야에 적용 기대

구미전자정보기술원(GERI, 원장 차종범)은 구미시가 지원하는 2015년 ‘구미시 핵심부품 소재기술개발사업’을 통해 신체부착형 웨어러블(wearable) 디바이스의 핵심 기술 중의 하나인 섬유형 온도센서 개발에 성공했다고 밝혔다.

현재까지 국·내외적으로 개발된 스마트 의류·섬유 기술은 기존 의류에 상용화된 센서를 부착하는 형태, 전도성 필러*를 직물에 부착하는 방법, 전도성 고분자를 전기 방사를 통해 직접 섬유화하는 방법 등이 제안되고 있었다.(*전도성 필러 : 섬유사이에 전도성 물질을 체워 넣는 방식에 사용되는 충진제)

기존에 전도성 필러를 사용하는 경우에는 파우더 형태로 이루어져 호흡기 계통에 문제를 일으킬 소지가 있고 중합된 전도성 고분자를 전기방사를 통해 섬유화하는 방법은 고전압 및 보조제의 필수 등 단점이 존재한다. 이러한 단점을 극복하고 제작 비용 절감 및 제작 시간 단축 등의 효과를 기대할 수 있는 섬유형 온도센서기술을 구미전자정보기술원 혁신기술연구본부 스마트부품기술연구센터 이왕훈 박사 연구그룹에서 개발했다.

▲ 섬유형 온도센서 패턴구조     © TIN 뉴스

이번에 개발된 섬유형 온도센서는 일반 섬유에 온도 감응 전도성 고분자 잉크를 침염(Dipping) 또는 날염(Rolling)*방식을 적용하여 온도 감응 섬유를 제작하는 기술로 온도 변화에 따라 섬유 자체의 저항이 변화하는 소자이며 이 기술은 다른 직물(천)에의 바느질(stitch) 혹은 타 섬유와 혼합한 직조(textile) 방식을 통해 온도 감지용 패턴을 형성하는 것이 가능한 센서기술이다.(*침염 : 섬유류를 균일하게 염색하는 방법, 날염 : 섬유류에 무늬 및 특정부분을 염색하는 방법)

이번 섬유형 온도센서기술은 이왕훈 박사 연구그룹에서 얇은 필름이나 종이와 같은 유연성 기판위에 전도성 고분자 물질을 잉크젯 프린팅방식으로 개발했던 ‘플렉서블 온도센서기술’과 압력의 세기 및 방향 인식이 가능한 ‘압력 센서기술’의 응용연구를 통해 개발되었다.

차종범 구미전자정보기술원장은 “밴드형과 시계형 제품이 웨어러블 디바이스 시장을 주도하고 있으나 섬유형 온도센서 기술개발을 계기로 향후 직물 및 의류 일체형 웨어러블 디바이스로 트렌드가 변화할 것으로 예상되며 바이오·헬스케어분야는 물론 국방·환경·농업 등 다양한 분야에의 적용이 기대 된다”고 말했다.

섬유형 온도센서 활용 방안에 대해 이왕훈 박사는 “군복 안에 센서를 집어넣으면 통신기능을 갖춘 블루투스 등을 통해 작전 중 병사의 체온감지 확인해 생사여부 등 신체의 변화를 파악할 수 있다”며 “또 발열 기능이 있는 등산복의 경우 바깥 온도에 따라 체온의 변화를 파악해 자동으로 온도를 내리고 고정 시키는 오토메이션 기능 추가가 가능하다”고 설명했다.

구미시 김우춘 과학경제과장은 “구미시 핵심부품 소재기술개발사업을 통하여 개발된 기술을 지역기업에게 기술이전 할 수 있는 선순환 체계를 마련하고 R&D성과를 공유하고 기술개발에 대한 관심을 제고함은 물론 부품소재분야 연구개발사업 지원을 대폭 확대하고 지역부품소재산업을 지속적으로 적극 육성 할 것”이라고 밝혔다.

섬유형 온도센서기술은 지난해 2월 개발을 시작해 같은 해 5월 개발에 성공했으며, 이후 온도를 -50도에서 80도까지 변화하는 선형성 확인 과정을 거친 후 기술 관련 특허를 완료한 상태다. 군복, 산업용 의복, 아웃도어 등 다양한 기능성 의류에 활용가치가 높은 만큼 글로벌 웨어러블 시장에서의 경쟁력 제고와 시장 선점에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

김상현 기자 tinnews@tinnews.co.kr

▲ 섬유형 온도센서 기술 응용 사례     © TIN 뉴스

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