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전계방사에 의한 나노섬유 공업화

전문가 제언: ○ 최근 들어 관심을 모으고 있는 전계방사 기술의 역사는 사실 오래되었다. 1930년 “electrospinning"의 이름으로 출원된 미국 특허(US1975504)로부터 80년 이상이 되었다. 최근 나노섬유로서의 새로운 용도 발굴 등으로 NT의 일부분으로 각광을 받고 있다.

○ 일반적인 용융방사 이외의 특수방사에는 플래시(flash) 방사, 액정방사, 겔방사, 전계방사(electrospinning) 등이 해당된다. 특히 고분자 액정이라고 하는 개념이 탄생하게 되었다. 아라미드 고분자를 액정방사 함으로써 새로운 패러다임을 열었다. 용제의 기화반발(확대․확산) 대신에 전기적 상호반발에 의해 이루어지는 전계방사는 오래 동안 미국의 국가기밀로서 연구되었다. 지금은 공개되어 이미 세계적 주목을 받고 있어 응용연구가 활발히 이루어지고 있다. 새로운 용도전개가 기대되고 있다.

○ 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, 바이오 케미컬 위험 방지재, 수소저장재료, 바이오센서, 재생의료용 배지, DDS(약물전달 시스템), 미용 재료, 2차 전지 및 연료전지 전극, 전자파 차폐재료, 발광소자, 편광판, 디스플레이용 재료, 슈퍼 클린룸용 재료, 초경량 다기능 방재(防災) 재료 등을 열거할 수 있다.

○ 표면적이 아주 크고 직경이 파장보다도 작기 때문에 섬유의 나노화는 고부가가치를 갖는 고기능․고성능 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. 보다 체계적인 투자와 공업화를 위한 개발이 필요하다.

저자: Yoshihiro Yamashita
자료유형: 학술정보