국방과학연구소(소장 김인호․이하 ADD)가 플라즈마 직물 제작 기술을 세계 최초로 개발했다. 플라즈마 반응기를 입을 수 있는 3차원 구조로 제작, 미래형 웨어러블 화생방 장비나 제독․살균․의료 장비 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 기술이다. 

국방과학연구소는 지난 23일 정희수 선임 연구원팀(사진)이 실리콘 플렉시블 소재로 만든 유연 전극을 활용해 입을 수 있는 대기압 공기 플라즈마 직물 제작 기술을 개발했다고 밝혔다. 이른바 WAPP(Wearable Atmospheric Pressure Plasma Fabrics)다.

플라즈마(Plasma)는 고체, 액체, 기체에 해당하지 않는 ‘제4 물질 상태’로 불린다. 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태다. 일상생활에서 접할 수 있는 인공 플라즈마상태로는 형광등, 수은등, 네온사인, PDP 등이 있다. 플라즈마는 고온 상태에서는 핵융합 발전․용접 등에 활용하고, 100℃ 이하 저온 상태에서는 전극으로 공기 중에 방전해 제독․살균에 이용할 수 있다. 전극에 전력을 주입하면 주위 기체를 이온화, 오염물질을 분해한다.

기존 전극은 단단하고 평편한 도체로 만들어져서 제독이나 살균에 이용하기 어려웠다. 둥근 물건은 전극에 닿는 면만 반응하기 때문에 모든 표면을 제독, 살균하기 위해서는 물건이 든 공간 전체를 이온화해야 해 많은 전력이 소모된다.  이에 연구팀은 어떤 형태의 물건도 감쌀 수 있는 유연 전극을 만들었다. 한 가닥의 전극을 뜨개질, 형태와 크기를 마음대로 만들 수 있다. 주머니 형태 전극에 물건을 담아 전극에 닿는 물체를 제독․살균한다. 면 형태로 만들면 일정 면적을 감쌀 수 있다.

▲ 제염 챔버(오염물질 제거)    © TIN 뉴스

이온화 기체를 별도로 구비할 필요가 없어 휴대성도 뛰어나다. 그동안 대기압 플라즈마 방전에는 이온화가 쉬운 헬륨이나 아르곤 가스를 사용해왔다. 이번에 개발한 웨어러블 대기압 공기 플라즈마 직물은 공기 중 산소나 질소를 이온화한다.

ADD는 이 기술을 활용해 미래형 화생방 제독기 개념의 플라즈마 담요를 연구하고 있다. 제독이나 살균이 필요한 물건을 대기압 공기 플라즈마로 덮어서 제독하는 방식이다. 플라즈마 반응열을 상온 수준으로 낮추는 연구를 하고 있다. 

연구팀은 민간 분야의 기술 상용화 시기를 3년 이내로 내다보고 있다. 

제독 및 살균 외에 대기오염 처리, 악취 제거 등 분야에서도 민간 기업과 상담을 진행하고 있다. 

정희수 선임연구원은 “플라즈마 선도 연구로 국방, 바이오 분야에 쓸 수 있는 새로운 개념의 제독 및 살균 장비를 구현할 수 있게 됐다”면서 “이를 활용해 다양한 형태의 플라즈마 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 

관련 기술은 18일자 영국 과학전문지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 연구결과가 실렸다. 

* 자료출처 : tinnews 바로가기