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전계방사에 의한 나노섬유의 기능과 응용

전문가 제언: ○ 나노섬유는 직경이 나노 오더(order)의 섬유(나노 사이즈 섬유) 또는 굵기에 상관없이 섬유의 표면이나 내부구조가 나노 오더로 제어된 섬유상 물질(나노 구조 섬유)로 구분할 수 있다. 이 중 나노 사이즈 섬유를 보통 나노섬유라 부르고 있다. 굵기가 종래의 섬유에 비하여 1,000분의 1 이하로 아주 가늘기 때문에 섬유 표면 거의 전부가 공기에 접하고 있게 되어 섬유 물성이 종래의 섬유와는 아주 다르다.

○ 표면적이 아주 크고 직경이 파장보다도 작기 때문에 섬유의 나노화는 고부가가치를 갖는 고기능ㆍ고성능 재료를 만들어 낼 가능성이 매우 높다. 그러한 관계로 미국, 일본 등에서는 「종합 나노 테크놀로지」에 막대한 예산을 투입하여 연구개발을 진행하고 있다. 한국의 경우도 예외는 아니지만 섬유라는 편견 때문인지는 모르지만 그에 미치기에는 훨씬 미흡하다.

○ 실제로 나노섬유 기술로부터 방호의류, 스마트 직물을 만들어 실용화되고 있다. 특히 중요한 것은 섬유 자체에 그치지 않고 환경, 바이오, 정보 등과 융합한 복합기술이 개발되면 나일론 개발에 따른 합성섬유산업의 발전에 버금가는 산업혁명의 위치에 이를 것으로 예측하기도 한다. 현재 거론되는 응용분야로는 오일 필터, 유해화학물질 제거 필터, 바이오케미칼 위험 방지재, 수소저장재료, 바이오센서, 재생의료용 배지, DDS(약물전달 시스템), 미용재료, 2차전지 및 연료전지 전극, 전자파 차폐재료, 발광소자, 편광판, 디스플레이용 재료, 슈퍼 클린룸용 재료, 초경량 다기능 방재(防災) 재료 등을 열거할 수 있다.

○ 이러한 목표와 새로운 분야를 개척하기 위해서는 전계방사 등 제조기술 및 장치 개발이 매우 중요하다. 전계방사법의 대형장치화와 섬유의 고기능화가 필요하다. 전계방사는 전계를 이용한 초극세섬유 제조기술로서 상온에서 방사, 표면구조 제어, 하이브리드화 등이 용이하고 모든 고분자를 이용할 수 있다. 본격적인 공업생산을 하기 위해서는 생산성 향상과 용매회수기술의 확립 등을 통하여 대형장치의 개발과 섬유의 고기능화를 위한 기술개발이 절실하게 요청된다.

저자: JOACHIM H. WENDORFF
자료유형: 학술정보