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아이폰 배터리 떨어지면 옷에다 꽂아 충전한다?

미 스탠퍼드대 연구팀, 배터리 가능한 염색 기술 개발


즐겁게 음악을 듣고 있다가 갑자기 MP3플레이어의 배터리가 꺼져버린다면?

가까운 미래에는 이런 때 옷에 연결된 전선을 꼽아 다시 MP3의 전원을 켜는 것이 가능해질 전망이다. 전기가 통하는 섬유가 개발돼 ¡Ç충전하는 옷¡Ç을 만들 수 있는 길이 열렸기 때문이다.

미국 스탠퍼드대의 이 추이 교수 연구팀은 일반 면이나 섬유의 유연성을 유지하면서도 배터리 기능을 하게 만드는 염색 기술을 개발, 지난달 출간된 나노 과학 분야 학술지 ‘나노 레터스’에 발표했다. 종이를 탄소 입자로 만든 ‘잉크’에 담가 배터리로 전환하는 방식은 지난 해 공개됐지만 유연성이 좋은 섬유를 이용한 것은 처음이다.

전기가 잘 통하는 성질은 그 재료를 배터리로 이용하기 위한 필수 조건이다. 특히 전기를 전달할 수 있어야 할 뿐만아니라 끊기지 않고 안정적으로 보낼 수 있어야 한다. 연구팀은 탄소나노튜브가 전기를 잘 전달하고 섬유와 잘 결합한다는 점을 이용해 섬유와 탄소나노튜브를 결합하는 새로운 기술을 개발했다.






탄소나노튜브는 여러 종류가 있는데 이번 연구에 이용된 것은 막이 한 층으로 이루어진 종류다. 연구팀은 먼저 탄소나노튜브와 잉크를 골고루 섞었다. 그런 다음섬유를 넣어 잉크를 흡수시키고 섭씨 120도의 오븐에 10분 동안 가열해 물기를 없앴다.

이렇게 만들어진 섬유가 얼마나 안정적으로 전기를 공급할 수 있을지 알아보기 위해 여러 가지 시험을 실시했다. 섬유를 잡아당기거나 접어 보고, 물로 빤 뒤 물기를 짜거나 접착 테이프로 떼어내 보기도 했다.

마지막으로 산성, 염기성 용액에 담가 보기도 했다. 그런 뒤 섬유의 전기전달 능력을 측정하자 수치가 변하지 않았을 뿐 아니라, 잡아 당긴 경우에는 오히려 더 높아진다는 사실이 밝혀졌다.

연구팀은 탄소나노튜브와 섬유 사이의 결합력이 강해서 잘 떨어지지 않고, 잡아당겨 늘어나게 하면 섬유에 붙은 탄소나노튜브들이 새로운 형태로 배열되면서 전기가 더 잘 통하게 됐다고 설명했다.

연구팀은 “옷의 모양이 변해도 안정적으로 전기가 흐를 수 있기 때문에 휴대용 전자 제품의 배터리로 충분히 이용할 수 있다”고 말했다.

 

 

 



최영준 동아사이언스 기자 jxabbey@donga.com




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