화학뉴스

국내 연구진이 고성능 웨어러블 CNT(Carbon Nano Tube) 섬유를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 기능성복합소재연구센터 정현수·김남동 책임연구원과 탄소융합소재연구센터 김승민 책임연구원 공동연구팀은 에너지 저장량과 강도를 높이고 생산비용을 낮춘 CNT 섬유 전극 소재 개발에 성공했다.
CNT 섬유는 유연하고 가벼우면서 기계적·전기적 특성이 우수하나 질량당 면적이 작고 전기화학 활성이 부족해 기존 연구에서는 전자 통로 역할을 하는 집전체로만 이용하고 활성물질을 표면에 코팅하는 방식으로 사용해하고 있다.
또한 추가적인 공정과 비용이 발생하면서 장기간 사용하거나 물리적 충격을 받으면 활성물질이 섬유로부터 분리되는 문제가 있었다.
연구팀은 파우더 형태의 CNT를 섬유화해 전기화학 활성과 물리적 특성을 높인 새로운 소재를 개발하는데 성공했다. 
새로운 CNT 섬유는 기존 CNT 섬유보다 에너지 저장능력이 33배, 기계적 강도가 3.3배, 전기 전도도가 1.3배 높은 것으로 알려졌다.
순수 CNT만 쓰기 때문에 섬유 고분자를 용매에 녹여 방출해 섬유를 만드는 습식방사 기술을 적용할 수 있어 대량생산에 유리하다는 메리트도 있다.
연구팀은 신소재를 섬유형 축전지로 제작해 시험한 결과 매듭을 지어도 100% 가까운 성능을 유지하고 5000번 구부려도 95% 성능을 유지하는 것을 확인했다.
일반섬유와 직조해 디지털시계 손목 줄로 제작해 구부리고 접고 세제에 넣어도 문제없이 작동했다.
정현수 책임연구원은 “CNT 섬유는 한국이 보유한 원천기술과 선진국과의 기술 격차가 크지 않아 경쟁력이 있는 분야”라며 “비정형 에너지 저장 핵심소재로 응용하기 위한 연구를 지속하겠다”고 강조했다.
KIST의 연구 결과는 2월9일 글로벌 학술지 Advanced Energy Materials에 표지논문으로 게재됐다. (윤)