바람 닿으면, 전기 에너지 생산하는 광섬유

바람 닿으면, 전기 에너지 생산하는 광섬유

 

● 바람에 의한 마찰로 섬유에서 전력 생산

 

기능성 섬유 세계에서 '발열'은 범주상 작은 티끌에 불과하다. 천연 또는 인공 섬유에서 기존에는 상상조차 할 수 없었던 기능을 발견해내는 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 실타래에서 실이 풀리듯 새로운 섬유 개발은 앞으로도 그 끝을 가늠하기가 힘들 정도이다.

 

미국 조지아 공대는 2016년 09월 흥미로운 실험을 전개했다. 고분자 형태의 광섬유에 진동을 비롯한 마찰을 주기적으로 가하면, 소량의 전력이 생산되는지 알아본 것이다. 연구진은 일반 섬유 기계를 사용해서 경량의 폴리머 섬유를 직조한 뒤 여기에 태양 전지를 연결했다. 이 직조된 섬유를 깃발에 달아 자동차에 부착한 뒤 질주해보니, 바람에 의한 마찰로 섬유에서 미세한 전력이 발생했고, 이것이 태양 전지와 연결돼 더 큰 전력으로 증폭된다는 걸 알아냈다. 실험을 진행한 왕중린 교수는 "바람이나 태양 등 자연환경에서 에너지를 얻는 섬유 소재 개발에 가속이 붙을 것"이라며, "이른바 '하이브리드 파워 섬유' 시대가 불쑥 다가오고 있다"고 말했다.

 

● 인공 근육으로 사용할 수 있는 신형 섬유 개발

 

섬유로 인공 근육을 만드는 노력도 진행되고 있다. 미국 댈러스 텍사스대 연구진은 최근 나일론 실과 폴리머 낚싯줄, 탄소 나노 튜브 소재 등을 꼬아 강도가 우수한 신형 섬유를 개발했다. 이들 섬유의 꼬임이 강한 인장 강도를 드러내 인공 근육으로 사용할 수도 있다는 결론을 내린 것이다. 연구진은 나일론 기반의 이 신형 섬유에 돌과 같은 무거운 물체를 매달고 실험한 결과, 분당 10만회까지 회전시킬 수 있다는 사실을 입증했다. 연구진은 "꼬임을 준 고무 밴드가 단단한 인장 강도를 지니는 것처럼 내구성이 뛰어난 여러 섬유를 꼬아 만드는 형태로 신형 섬유를 개발하면, 사람 근육을 대체할 수 있을 것"이라고 말했다.

 

● 인공 거미줄로 고강도 방탄복

 

미군을 중심으로 총알까지 막아내는 '거미줄 전투복' 개발 역시 치밀하게 진행되고 있다. 최근 영국 일간지 데일리메일 등 외신에 따르면, 미국 플로리다 크레이그바이오크래프트 연구소가 미국 육군 의뢰로 '드래건 실크'라는 인공 거미줄 소재 개발을 완료해서 테스트 단계에 접어든 것으로 알려졌다. 실제로 거미줄은 천연 섬유 중에서도 강철과 유사한 강도를 지닌 실로 알려져 있다. 다만 대량 생산이 가능할 만큼 거미줄을 구하기 어렵다는 것이 문제이다. 이에 해당 연구소는 유전자 변형 누에에 거미줄 생산 단백질을 주입시키는 방식으로 거미줄 양산을 시도하고 있다. 연구소 측은 "대량생산한 거미줄을 바탕으로 방탄 기능을 갖춘 군복 생산도 가능할 것"이라고 밝혔다.