[백조실험실⑮]'Many Thanks' 협업…'전기 만드는 실'

김선전 한양대 연구팀

▲한양대 연구팀이 트위스트론 실에 대한 실험을 하고 있다.

[아시아경제 정종오 기자] 21세기는 과학기술의 시대이다. 과학기술은 백조(白鳥)를 닮았다. 결과물은 매우 우아하고 획기적이다. 성과물이 나오기 까지 물밑에서 수없이 많은 발이 움직이고 있다. 그 과정은 힘들고 시간이 오래 걸린다. 연구원들의 발짓이 우아한 백조를 만드는 하나의 밑거름이다. 과학기술은 또한 백조(百兆)시대를 열 것이다. 하나의 기술이 100조 원의 가치를 창출한다. '백조 실험실'은 하나의 성과물을 만들기 위해 노력하는 실험실 현장의 이야기를 매주 한 번씩 담는다.[편집자 주]
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새로운 기술은 '뚝딱' 나오는 게 아니다. 국내 연구팀이 최근 탄소나노튜브를 배배 꼬아 코일 형태의 실을 만들었다. 이른바 '트위스트론' 실이다. 트위스트론(twistron)이란 Twist(꼬다)와 Tron(기구)의 합성어로 지나치게 많이 꼬여진 고무 밴드 같은 코일형태의 실을 뜻한다.

이 트위스트론이 스스로 전기를 만들 수 있는 것으로 확인돼 비상한 관심을 모으고 있다. 이 실을 전해질 속에서 잡아당기면 꼬임이 증가하면서 부피가 감소된다. 그 결과 전하를 저장할 수 있는 전기용량이 줄어들고 전기용량 변화량만큼 전기에너지를 생산한다. 어디에 이용할 수 있을까. 배터리 없는 휴대폰, 장시간 비행 드론을 만들 수 있다.

이번 연구는 김선정 한양대 교수 연구팀이 미국 연구팀과 공동 수행했다. 김 교수는 연구 과정을 이렇게 설명한다.

"한양대와 텍사스주립대학을 주축으로 3개국 8개 팀이 2년 여 동안 연구했다. 매주 한 번 씩 스카이프 미팅을 하고 수시로 상호방문을 했다. 끊임없는 열정으로 공헌한 저자들이 서로 주고받던 이메일에 많이 있는 'Many Thanks'가 이번 성과의 과정을 말해주는 것이 아닐까?"

김 교수 연구팀은 전기를 스스로 만드는 '배배꼬인 실'을 여러 실제 상황에서 실험했다. 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바다 속에 직접 넣으면 파도가 칠 때마다 전기에너지가 생산됐다. 티셔츠에 트위스트론 실을 꿰매 삽입하고 호흡에 반응하는 자가 구동 센서도 만들었다. 사람이 트위스트론 실로 꿰맨 티셔츠를 입고 호흡을 할 때마다 가슴의 넓이가 변화되는 것을 이용해 전기 에너지가 발생했다. 이를 측정해 호흡의 크기, 주기 등을 실시간으로 모니터링할 수 있었다.

분석 결과 트위스트론 실은 19.2㎎만으로 2.3V의 초록색 LED 전등을 켤 수 있었다. 이 실은 초당 30회 정도의 속도로 수축 이완할 때 1㎏당 250W의 전력을 생산할 수 있다.

김선정 교수는 "기존 배터리와 달리 반영구적으로 무제한 전기 에너지를 생산할 수 있는 트위스트론 실은 해양에서의 대량 전기 생산, 휴대폰과 드론에 연속적 전원공급 등 다양하게 응용될 것으로 기대된다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr