탄소나노튜브 초경량 실 개발…꼬였다 풀리면서 에너지 생산

국내 연구진이 ‘꿈의 신소재’인 탄소나노튜브를 이용해 꼬였다 풀렸다 하는 기계적 운동만으로 전기를 만들어 내는 실을 만드는 데 성공했다.한양대 전기생체공학부 김선정 교수팀은 늘어나거나 줄어들면서, 또는 꼬였다 풀렸다 하면서 전기에너지를 만들어 내는 최첨단 실을 개발했다. 연구팀은 사람의 머리카락보다 1만배 정도 얇은 탄소나노튜브를 꼬아서 고강도, 초경량의 ‘트위스트론 실’을 만들었다. 이렇게 만들어진 코일 형태의 실은 소금물 같은 전해질 속에 있거나, 외부에서 늘리거나 꼬는 기계적 힘이 가해지면 전기에너지를 생산한다.

연구팀은 강원도 경포대 앞바다에서 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바다에 띄워 실험한 결과 파도가 칠 때마다 오르락내리락 거리면서 전기에너지가 만들어지는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 트위스트론 실 19.2㎎으로 2.3V(볼트)의 LED 전등을 켤 수 있다. 티셔츠를 트위스트론 실로 꿰맨 실험에서도 흥미로운 결과가 나왔다. 외부에서 별도로 전원을 공급하지 않았는데도 사람이 숨쉬는 것만으로 호흡 빈도와 깊이를 측정하는 센서가 작동된 것이다. 숨을 쉴 때마다 가슴 넓이가 미세하게 변화하는데 이런 움직임만으로도 센서를 구동시킬 수 있는 전기에너지가 만들어졌다고 연구팀은 설명했다.

김 교수는 “트위스트론 실은 반영구적으로 전기를 생산할 수 있기 때문에 장기간 비행 가능한 드론, 배터리 교체가 필요 없는 휴대전화나 헬스케어용품 등 응용 분야가 다양하다”고 기대했다. 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 25일자에 실렸다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr