1석 3조 효과 팔방미인 전도성 고무 개발 성공

국내 연구진이 높은 신축성과 전도성을 띠면서도 인체에 독성이 없는 고무를 개발했다.
김대형 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 부연구단장(서울대 화학생물공학부 교수)과 현택환 IBS 나노입자연구단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수) 공동 연구진은 840%를 늘리는 기계적 변형에도 안정적으로 전기신호를 전달하면서도 독성이 없는 전도성 고무를 개발했다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지' 13일자(현지시간)에 게재됐다.
연구진은 금(Au)으로 입혀진 길이가 긴 은(Ag) 나노 와이어(금-은나노와이어)와 고무 성분인 'SBS 엘라스토머'를 섞어 전도성 금-은나노복합체를 만들었다. 이번에 개발한 금-은나노복합체는 기존에 연구된 전도성 고무 중 비슷한 전도도 영역에서 최고 신장력인 840%를 기록했다. 동시에 기존 은나노와이어 복합체의 문제였던 독성과 산화현상 문제도 해결했다. 은 나노와이어는 높은 전도성과 안정적인 전기특성으로 각광받았으나 독성으로 인해 활용이 어려웠다. 이번 연구에서는 길이가 긴 은나노와이어 표면에 손상 없이 균일하게 금을 입혀 생체 독성을 유발시키는 은 이온 유출을 차단해 생체 친화성을 높였다. 물에 산화되기 쉬운 생체 환경 내에서도 오래 사용할 수 있는 내구성도 갖췄다고 연구진은 설명했다.
연구진은 금-은나노복합체를 그물 형태로 제작해 동물 실험을 진행했다. 그물 형태의 금-은나노복합체는 돼지의 심장을 감싸 심장 신호의 변화를 모니터링하고, 전기 자극을 주는데 성공했다. 넓은 면적이라 심장 움직임에 전혀 영향을 주지 않으면서도 부정맥 등 심장 이상이 있을 때 효과적으로 전기 자극을 가해 치료를 수행했다. 김대형 부연구단장은 "움직임이 큰 피부 위에서도 안정적으로 전기를 전달할 수 있어 향후 차세대 웨어러블 의료기기 개발에 획기적인 소재로 활용될 것"이라며 "피부에서나 인체 삽입형 의료기기에 모두 활용이 가능할 것"이라고 전망했다.
[원호섭 기자]