[그린포스트코리아 김동수 기자] 한국연구재단은 한태희 한양대학교 교수 연구팀이 상온에서 높은 전기전도도를 유지하면서 멕신(MXene) 나노물질을 섬유화했다고 7일 밝혔다.

멕신은 탄소와 티타늄 같은 중금속원자로 이뤄진 얇은 판 모양의 이차원 나노 물질이다. 전기전도성이 ‘꿈의 나노물질’로 불리는 그래핀과 같이 뛰어나 다양한 응용이 기대되는 물질이다.

하지만 나노입자 형태의 멕신을 웨어러블 디바이스 등에 활용하기 위해선 구조적 변형에 유리하도록 섬유화 하는 과정이 필요하다. 기존에는 이 과정에 첨가되는 물질들로 전기전도도가 낮아지는 문제점이 있었다.

이에 연구팀은 기존에 많이 사용되던 고분자 기질을 사용하지 않고 순수한 멕신만으로 습식방사 방식의 자기조립을 이용했다. 그 결과, 상온에서 미터 길이 수준의 멕신 섬유를 만들어냈다. 해당 섬유는 그래핀에 버금가즌 전기전도성(7713 S/cm)과 강성(30 GPa)을 보였다.

연구팀에 따르면 섬유화를 통해 조립밀도가 높아지고 배향성이 향상돼 멕신 복합체 섬유들보다 전기전도도가 평균 약 20배, 순수 멕신 필름보다 3배 정도 높아졌다.

또한 강성은 현재 기존에 보고된 멕신 섬유의 강성보다 약 10배 높은 수준이다.

연구팀은 “멕신 섬유의 우수한 전기전도도는 전도성 섬유를 필요로 하는 웨어러블 일렉트로닉스, 엑츄에이터, 전선 등에 활용될 수 있다”며 “멕신 섬유를 위해 개발된 고농도 멕신 용액 제조 기술은 용액 분산성과 전기전도성이 동시에 우수해 전도성 잉크, 접착제, 프린팅 소재 등에 이용될 수 있다”고 설명했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 4일 게재됐다.

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