옷으로 문자 전송? 中 푸단대 '스마트 섬유' 디스플레이 개발

[신화망 상하이 3월12일] 옷을 '디스플레이'로 만들어 정보를 검색하고 문자를 보내거나 실시간 내비게이션으로 활용하고….

최근 일반 옷감처럼 세탁도 할 수 있고 마음껏 구겨도 되지만 이 모든 것을 가능하게 해주는 스마트 섬유 디스플레이가 상하이 푸단(復旦)대 연구팀에 의해 개발됐다.

연구팀은 최근 디스플레이 부품 제조와 직물을 짜는 과정을 융합한 플렉서블 디스플레이 섬유 및 스마트 집적 시스템을 만들어 냈다. 이 성과는 최근 영국의 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.

연구팀 책임자인 펑후이성(彭慧勝) 푸단대 고분자학과 교수는 직경이 수십에서 수백 마이크로미터(㎛)에 달하는 유연한 섬유에 프로그램화 제어가 가능한 발광점 배열을 구축하는 것이 섬유 디스플레이 연구 분야의 큰 난제였다고 설명했다.

펑후이성 교수가 이끄는 연구팀은 이를 해결하기 위해 두 가지 종류의 섬유를 개발했다. 이 팀은 발광 활성 재료가 들어간 고분자 복합 섬유와 투명한 전도성 고분자 섬유를 직물처럼 씨실(가로)과 날실(세로)로 엮어 전기 발광 유닛을 형성하는 새로운 플렉서블 섬유 디스플레이를 만들어 냈다.

(상하이=신화통신) 류잉 기자 = 푸단(復旦)대의 한 연구원이 지난 10일 스마트 섬유 디스플레이를 짜는 데 사용되는 발광 섬유를 보여주고 있다. 2021.3.10

이 연구팀이 개발한 '발광성 날실'은 겉으로 보기엔 우리가 쉽게 접할 수 있는 일반 실과 같은 형태를 띠고 있지만 전기가 흐르면 바로 밝은 빛을 발산한다.

펑 교수는 교류 전압을 가하면 섬유에 있는 고분자 복합 발광 활성층이 겹치는 접점에서 전기장에 의해 자극돼 하나하나의 발광 '픽셀 포인트'를 형성한다고 설명했다.

이처럼 전기 자극이 주어지면 전극과 발광층은 물리적으로 겹쳐지면서 빛을 낸다. 연구팀은 가로 6m, 세로 0.25m의 면적에 약 50만 개의 '픽셀 포인트'가 들어 있는 디스플레이 섬유를 만들 수 있고 현재 실제 사용에 필요한 기본적인 해상도를 구현해낼 수 있는 단계다.

'발광성 날실'의 직경은 0.2㎜에서 0.5㎜까지 정밀하게 조절할 수 있으며 이 실을 사용해 짜서 만든 옷은 실제 사람 인체에 맞게 자연스럽게 밀착되며 얇고 공기가 잘 통하는 것으로 전해졌다.

그뿐 아니라 연구팀은 '전도성 씨줄'의 역학적 성능 개발에도 심혈을 기울였다. 발광성 날실과 함께 짜일 때 탄성 변형을 일으켜 안정적인 접촉면을 형성할 수 있는 고탄성 투명 고분자 전도성 섬유를 고안해 냈다.

실험 결과 두 실이 서로 회전하거나 휘어지는 경우에도 교차 발광점의 변동 범위가 여전히 5% 이내로 통제됐다. 이 스마트 섬유는 반으로 접고, 늘리고, 압축하는 등의 외부 자극에도 밝기가 안정적으로 유지되며 세탁기에서 백 번을 넘게 돌려도 문제가 없다.

(상하이=신화통신) 류잉 기자 = 푸단(復旦)대 연구원이 지난 10일 자신의 옷에 발광섬유로 수놓은 '푸단대' 로고를 보여줬다. 전원을 연결하자 로고가 파란색으로 밝게 빛났다. 2021.3.10

현재 이 연구팀은 직물 짜는 방법을 기반으로 태양광, 에너지저장, 터치센서, 디스플레이 직물 등의 기능 통합 시스템을 구현해 냈고 에너지 전환 및 저장, 센서, 디스플레이 기능이 일체화된 섬유 시스템을 현실화했다.

이 시스템은 실시간 위치측정, 스마트 통신, 의료보조 등 여러 사물인터넷 및 휴먼 컴퓨터 인터랙션 분야에서 활용 가능성을 갖고 있다.

펑후이성 교수는 이 기술을 통해 실시간으로 GPS를 확인하고 언어장애가 있는 사람들이 편하게 다른 사람들과 의사소통할 수 있는, 사람들이 상상만 했던 장면들이 현실화될 날이 멀지 않았다고 말했다.

원문 출처:신화통신 한국어 뉴스 서비스