'8배 늘어나도 전도성 유지' 생체친화적 다기능 고무소재 개발

기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단이 높은 신축성과 전도성을 가지면서도 독성이 거의 없는 전도성 고무를 개발했습니다.

연구진은 탄성이 뛰어난 고분자와 금-은 나노선을 결합해 체내 이식 또는 웨어러블 전자기기에 활용할 수 있는 새로운 고무를 만들어냈습니다.

신소재 고무의 전도성은 최고 7만2천600S/㎝로 금속에 육박하는 수준을 보였고, 최고 840%를 잡아 늘였을 때도 3만S/㎝ 이상의 전도성을 보일 만큼 신축성과 전도성이 우수한 것으로 나타났습니다.

고무처럼 잘 늘어나는 물질은 보통 전도성이 떨어지고, 전도성을 높이기 위해 은 나노 선 등을 많이 넣으면 신축성이 떨어집니다.

산화가 잘되는 은나노선은 심각한 독성을 띨 수 있어 생체적합성도 떨어집니다.

연구진은 길이 100㎛의 긴 은(Ag) 나노선 표면을 금(Au)으로 감싼 다음 신축성이 뛰어난 탄성중합체인 SBS(poly Styrene-Butadiene-Styrene)에 섞어 전도성과 신축성, 생체적합성이 모두 좋은 고무를 만드는 데 성공했습니다.

신소재 고무에 사용된 은나노선은 표면이 금으로 균일하게 싸여 있어 산화가 잘 일어나지 않기 때문에 독성을 띠지 않고 내구성도 우수합니다.

연구진은 신소재 고무를 그물 형태로 제작해 돼지 심장을 감싸 부정맥 등 심장에 이상이 발생했을 때 전기 자극을 주고 증상을 치료하는 실험에도 성공했습니다.

신소재 고무는 피부에 붙여 뇌전도(EEG)나 근전도(EMG) 같은 다양한 전기신호를 측정, 신체 상태를 모니터링할 수 있고, 전극과 히터를 내장시키면 전기 자극이나 열 자극을 동시에 구현하는 물리치료도 할 수 있다고 연구진은 설명했습니다.

이 연구는 이날 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology) 온라인판에 게재됐습니다. 

(사진=기초과학연구원 제공/연합뉴스)