잉크젯 프린팅 공정을 통한 면섬유 기반 내세탁성 및 내열성 전자섬유 제조 (2025.9.29)

잉크젯 프린팅 공정을 통한 면섬유 기반 내세탁성 및 내열성 전자섬유 제조

기계공학과 김종백 교수 연구팀은 잉크젯 프린팅 공정을 활용해 면 직물 위에 탄소나노튜브(carbon nanotube) 잉크와 입자 없는 반응성 은 잉크(reactive silver ink)를 소량 정밀 토출함으로써, 직물의 통기성 및 유연성을 유지하면서 높은 전도성을 보유한 세탁 가능 전자섬유(e-textile)를 개발했다. 전자섬유는 착용감이 우수한 옷감 자체에 전자 기능을 부여함으로써 차세대 웨어러블 플랫폼의 핵심 기반 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존 전자섬유 제작 방식은 두꺼운 코팅층으로 인해 직물 고유의 통기성과 착용감이 저하되고, 코팅된 전도성 물질과 섬유 간의 낮은 결합력으로 인해 외부 환경에 쉽게 전자섬유의 전도성이 저해되는 한계가 있다. 본 연구에서는 섬유 표면을 양전하를 띠며 생체적합성을 지닌 고분자 물질인 폴리엘라이신(poly-L-lysine)으로 처리하여 음전하를 가지는 전도성 나노소재와 면섬유 간의 이온결합을 통한 강력한 접착을 확보함으로써, 기존 전자섬유의 내구성 부족 문제를 극복했다. 제작된 전자섬유는 굽힘·비틀림 등 기계적 변형에도 전도 특성을 유지했으며, 가정용 세탁기를 이용한 10회 세탁 후에도 안정적인 성능을 유지하였다. 또한, 이를 고감도 압력 센서와 고성능 발열체로 응용하여 웨어러블 디바이스 활용 가능성을 실증하였다. 본 연구 결과는 과학 분야 저명 국제학술지 Nature Communications에 게재되었다.

관련 논문 링크: https://doi.org/10.1038/s41467-025-63636-3