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탄소 나노 튜브 센서 개발로 스마트 의류에 현실감 더한다

정원석 기자 jywoo@dailysecu.com 2018년 08월 21일 화요일

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▲근접 센서(출처=위키미디어 커먼즈)
탄소 나노 튜브 센서로 스마트 의류를 더욱 개선할 수 있는 방법이 개발됐다. 이 센서는 광범위한 압력을 측정할 수 있다.

미국 델라웨어대학 엔지니어들은 양모, 면, 나일론 등 여러 종유의 섬유에 코팅할 수 있는 센서를 개발 중이다. 이렇게 센서가 코팅된 섬유는 신발이나 신발 밑창으로 만들어져 사람들이 걸을 때 부과되는 압력과 힘을 측정한다. 이런 스마트 신발은 이동성 질병으로 고통받는 환자들의 상태를 진단하는 데 쓰인다.

그러나 스마트 의류는 편안함과 내구성이 감소된다. 센서를 입히거나 금속으로 도금하는 과정에서 섬유의 재질이 달라지기 때문이다. 하지만 델라웨어대학 연구진이 발견한 새로운 탄소 나노 튜브 센서는 기존 제품에 비해 유연성과 효율성이 뛰어나다.

연구진은 전기영동 코팅(EPD) 방법을 활용해 폴리에틸렌이민으로 활성화된 탄소 나노 튜브의 복합 코팅을 만들었다. 이 소재는 가볍고 유연하며 통기성이 뛰어나다. 그리고 전기 변화를 전달해 가벼운 터치부터 수 톤에 이르는 압력을 감지 및 측정할 수 있다.

델라웨어대학 기계 공학 및 재료 과학 부서의 에릭 토스텐슨 교수는 "이 필름은 전기적 감지 기능이 추가된 염료와 비슷하다. 우리가 개발한 EPD 공정은 섬유 표면에 강하게 결합된 매우 균일한 나노 복합체 코팅을 만든다. 이 공정은 향후 산업 분야에 확장 적용될 수 있다"고 말했다.

이 새로운 재료는 예를 들어 사람이 걸을 때 발에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 의사들은 센서에 기록된 데이터를 분석해 환자의 불균형 문제를 파악한다.

또 이 기술은 운동 선수가 부상을 예방하는 데 도움이 되며 운동 장애 환자들의 상태를 진단하는 데도 활용될 수 있다.

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