세탁 가능한 '섬유형 트랜지스터' 개발

1000회 이상 구부리고 세탁해도 성능 유지…차세대 웨어러블 제품 응용

KIST 광전소재연구단 임정아 박사팀에서 개발한 섬유형 트랜지스터. 낮은 전압으로도 RGB컬러의 LED 구동이 가능하다.

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 임정아 박사팀이 섬유의 특성을 유지할 수 있도록 실 형태를 가지면서 세탁해도 성능이 유지되는 옷감에 삽입 가능한 '섬유형 트랜지스터'를 개발했다고 23일 밝혔다.

기존에 개발된 실 형태의 트랜지스터는 높은 전압이 필요하고 얻을 수 있는 전류 값은 낮아 LED와 같은 디스플레이 소자를 구동시키는 데 한계가 있었다. 또한 세탁을 위한 보호막을 트랜지스터 위에 형성하거나 직물에 직조했을 때 다른 전자 소자들과의 접촉을 통한 전자 회로를 만들기 어려웠다.

이번에 연구진이 개발한 트랜지스터는 전극을 꼬아 연결한 구조를 갖는다. 연구진은 이 구조를 통해 실의 길이와 반도체의 두께를 조절해 낮은 전압에서 기존에 개발된 트랜지스터에 비해 1000배 이상의 전류를 얻을 수 있다고 설명했다. 임 박사팀은 실험을 통해 1000번 이상 구부리거나 원통형의 물체 등에 트랜지스터를 감아 약 ７㎜까지 접은 후에도 성능이 80% 이상 유지되는 것을 확인했으며 세제를 넣은 물에 세탁한 후에도 성능이 유지된다고 밝혔다. 또한 연구진은 트랜지스터를 옷감의 섬유에 삽입해 LED를 성공적으로 구동시킬 수 있었으며 심전도 신호를 증폭해 측정하는 데도 성공했다.

임 박사는 "이번 연구결과는 그동안 전자섬유의 한계로 지적됐던 낮은 전류, 높은 구동전압, 세탁 내구성 등의 문제를 해결할 수 있는 새로운 소자 구조를 제시한 것으로 차세대 웨어러블 컴퓨터나 인체신호 모니터링 기능을 가진 스마트 의류 등 한층 똑똑해진 차세대 웨어러블 제품을 개발하는데 있어 응용 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr