기초과학연구원, 고신축성·친환경 '전기 통하는 고무’ 개발

기사입력 : 2018년08월14일 00:00

최종수정 : 2018년08월14일 08:04

840%까지 늘어나면서 전도성 높은 생체 친화적 다기능 고무 개발
미래형 웨어러블 디바이스 및 신체삽입형 의료 디바이스 응용성 커

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 높은 신축성과 전도성을 띠면서도 인체에 독성이 없는, 이른바 팔방미인격의 전도성 고무를 만드는 데 성공했다.

이번에 개발한 전도성 고무는 최대 840%까지 늘어나는 기계적 변형에도 안정적으로 전기신호를 전달할 수 있어 다양한 웨어러블 디바이스와 신체 삽입형 의료기기 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

14일 과학기술정보통신부와 기초과학연구원(IBS·원장 김두철)에 따르면 IBS 나노입자연구단 김대형 부연구단장(서울대 화학생물공학부 교수)과 현택환 단장(서울대 석좌교수) 공동연구진은 여러 기능을 갖춘 전도성 고무(금-은나노복합체, Ag-Au nanocomposite)를 개발했다.

이번 연구결과는 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 온라인판에 이날 게재됐다.

[그림] 금 코팅된 은나노와이어의 합성 : 은나노와이어의 표면에 금을 균일하게 입혔다. 금을 표면에 입힐 경우 산화 반응 등이 일어나지 않아 안정적이다. 연구진은 강력한 산화제(H2O2)를 처리한 결과, 은나노와이어는 산화되었지만(그림 가장 오른쪽 위) 금을 입힌 은나노와이어(그림 가장 오른쪽 아래)는 산화되지 않았음을 실험으로 확인했다. 2018.08.14 [자료=IBS]

연구진은 금(Au)이 입혀진 길이가 긴 은(Ag) 나노 와이어(금-은 나노와이어)와 고무 성분인 ‘SBS(스티렌-부타디엔-스티렌·Styrene-Butadiene-Styrene) 엘라스토머’를 섞어 전도성 금-은(Ag)나노복합체를 만들었다.

엘라스토머는 플라스틱과 고무의 성질을 갖고 있는 합성수지다. SBS 엘라스토머는 스티렌(C8H8)과 부타디엔(C4H6)로 만들어진 열가소성고분자로 열과 압력에 의한 가공이 쉽고 잘 늘어난다.

이번에 개발한 금-은 나노복합체는 기존에 연구된 전도성 고무와 비슷한 전도도 영역에서 최고 840%의 신장력을 기록하고, 기존의 은 나노와이어 복합체 문제였던 독성과 산화현상 문제도 해결했다.

은 나노와이어는 높은 전도성과 안정적인 전기특성으로 각광받았으나 독성으로 인해 활용이 어려웠다. 이번 연구에서 길이가 긴 은(Ag)나노와이어 표면에 손상 없이 균일하게 금을 입혀 생체 독성을 유발시키는 은 이온 유출을 차단해 생체 친화성을 높였다. 또한, 물에 산화되기 쉬운 생체 환경 내에서도 오래 사용할 수 있는 내구성도 갖췄다.

연구진은 금-은나노복합체를 그물 형태로 제작해 실험을 진행했다. 그물 형태의 금-은나노복합체는 돼지의 심장을 감싸 심장 신호의 변화를 모니터링하고, 전기 자극을 주는데 성공했다. 넓은 면적이라 심장 움직임에 전혀 영향을 주지 않으면서도 부정맥 등 심장 이상이 있을 때 효과적으로 전기 자극을 가해 치료를 수행했다.

IBS 연구진은 이번에 개발한 금-은나노복합체가 움직임이 큰 피부 위에서도 안정적으로 전기를 전달할 수 있어 향후 차세대 웨어러블 의료기기 개발에 획기적인 소재로 활용될 것으로 기대된다고 밝혔다.

금-은나노복합체는 피부에서 발생하는 다양한 전기 신호를 측정해 신체 상태를 모니터링 할 수 있다. 금-은나노복합체에 전극과 히터를 내장시키면 전기 자극이나 열 자극을 동시에 구현해 간단한 물리치료가 가능하다. 이때, 자유자재로 늘어나기 때문에 움직임에도 큰 불편함을 주지 않는다는 것도 장점이다.

김대형 IBS 부연구단장은 “이번에 개발한 금-은나노복합체는 고전도성, 고신축성, 생체 친화적이어서 향후 바이오메디컬디바이스 발전에 기여할 것”이라며 “피부에서나 인체 삽입형 의료기기에 모두 활용이 가능할 것”이라고 전망했다.

◆ 연구진이 직접 전하는 연구이야기

기초과학연구원(IBS·원장 김두철) 나노입자연구단 현택환(왼쪽) 단장(서울대 석좌교수)과 김대형(오른쪽) 부연구단장(서울대 화학생물공학부 교수) 공동연구진이 높은 신축성과 전도성을 띠면서도 인체에 독성이 없는 전도성 고무(금-은나노복합체, Ag-Au nanocomposite)를 만드는 데 성공했다. 2018.08.14 [자료=IBS]

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲ 생체친화적이고 높은 전도성, 그리고 높은 신축성을 갖는 복합체를 만드는 것이 관건이다. 전도도가 매우 높은 은나노와이어의 표면을 금으로 코팅함으로써 높은 전도성과 생체친화성을 극대화시킬 수 있다.

- 어려웠던 점이나 장애요소는 무엇인지? 어떻게 극복(해결)했는지?

▲ 기본적으로 은과 금은 전극전위 차이 때문에 섞었을 때 갈바닉 교환반응으로 인해 은이 녹아 나간다. 때문에 갈바닉 교환반응을 억제하면서 금을 은나노와이어 표면에 코팅하는 것이 어려웠다.

또한 금-은나노와이어를 엘라스토머와 섞어 복합체를 만들었을 때 일어나는 상분리 현상의 원인과 결과를 분석하는 데 어려움을 겪어 분석을 하는 데 많은 노력이 필요했다. 다행히 기초과학연구원의 다양한 장비 지원 덕에 그 현상의 원인을 이해할 수 있었다.

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲ 은나노와이어는 높은 전도도 덕분에 많은 각광을 받으며 많이 사용돼 왔지만 가장 큰 단점이 생체친화성이었다. 이번 연구를 통해 높은 전도도를 갖는 은나노와이어를 독성문제 없이 생체친화적으로 사용할 수 있게 함으로써 새로운 재료를 제시했다.

또한 엘라스토머와 섞어 고무복합체를 만들었을 때 기존에 연구된 전도성 고무 중 비슷한 전도도 영역에서의 최고의 산장력인 840%까지 늘릴 수 있었다. 이러한 고무 복합체는 다양한 웨어러블 또는 인체 삽입형 디바이스로 모두 활용이 가능할 것으로 기대된다.

- 꼭 이루고 싶은 목표와, 향후 연구계획은?

▲ 은의 독성을 더욱 더 줄인 생체친화적이고 전도성과 신축성을 향상시킨 복합체를 개발 중이며, 그물 형태로 제작된 나노복합체를 활용해 질병동물 모델에서 더욱 구체적인 치료효과 검증을 진행 예정이다.

kimys@newspim.com

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與 사법행정TF 개혁안 25일 공개 [서울=뉴스핌] 윤채영 기자 = 더불어민주당이 법원행정처 폐지 및 사법행정위원회 신설 등 '사법행정 개혁안'을 오는 25일 발표한다. 민주당 사법불신 극복·사법행정 정상화 TF 단장인 전현희 최고위원은 18일 오전 국회에서 전체회의를 열고 "25일 오후 2시 국회 본청 더불어민주당 당대표회의실에서 충분한 숙의를 거쳐 만든 TF 개혁안을 국민께 보고드리고 다양한 의견을 수렴하기 위한 입법공청회를 개최한다"고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 전현희 단장이 18일 서울 여의도 국회에서 열린 더불어민주당 사법불신 극복·사법행정 정상화 TF 전체회의에서 모두발언을 하고 있다. 2025.11.18 pangbin@newspim.com TF는 현재까지 ▲법원행정처 폐지 및 사법행정위원회 신설 ▲전관예우 근절 ▲비리법관징계 실질화 ▲판사회의 실질화를 중심으로 논의를 이어왔다. 전 최고위원은 "출범식과 1차례 공개회의, 3번의 비공개회의를 통해 심도 깊은 논의를 이어왔다"며 "법원행정처, 법무부, 대한변협, 참여연대 등 10개 관계기관의 서면 의견수렴도 진행했다"고 설명했다. 전 최고위원에 따르면 관계기관 중 변호사협회는 '법원행정처 폐지'에 대해 공감하면서 변호사의 법관평가를 법관인사에 반영하는 입법장치의 필요성 제시했다. 또 판결문을 공개, 확대해야 한다는 의견을 전했다. 서울변호사협회는 합의제 행정기구인 사법행정위원회로 전환할 필요성을 짚으며, 전직 법관이 일정기간 변호사 개업을 제한하는 것이 필요하다는 의견을 전했다. 전 최고위원은 "논의 과정에서 사법행정의 민주적 의사결정 구조 확립을 위한 '판사회의 실질화'도 추가 개혁과제로 새롭게 선정되었다"며 "그외 민변이라든지 다른 기관들 의견도 지금 수렴 중에 있다"고 했다. '전관예우 근절'과 관련해 TF 위원인 임지봉 서강대 법학전문대학원 교수는 퇴임 대법관의 대법원 사건 수임 제한 기간을 6년으로 제시했다. 임 교수는 "대법관 임기가 6년"이라며 "대법관으로 있는 동안 같이 대법관 했던 사람에게 전관예우를 받을 수 있으니, 6년 동안 퇴임 대법관은 대법원 사건을 수임할 수 없게 법률을 만들 필요가 있다"고 설명했다. TF 소속 이건태 민주당 의원은 법원행정처를 폐지하고 사법행정위원회를 신설해야 하는 이유에 대해 "사법행정이 대법장에 의해 독점될 때 대법장은 임명권자인 대통령을 위해 사법행정을 운용할 가능성이 높다"며 "이번에 하지 못하면 조희대 대법장의 대선개입과 같은 헌정 유린사태가 다시 재발할 것"이라고 말했다. TF 위원인 성창익 부장판사 출신 변호사는 '판사회의 실질화'에 대해 "판사회의는 지금 대법원 규칙으로 권한이 나열돼 있고 다만 법원조직법에 자문기관 정도로 규정이 돼 있다"며 "사법행정권이 전국적으로 통일적으로 결정된 사한이 아니라면 지방으로 과감히 이전해 각급 법원에서 자체적으로 사법행정 사항을 결정해서 집행할 수 있도록 해주는 게 바람직하다"고 말했다. 김기표 의원은 "답변드리는 건 아직 논의 중이고 확정된 안은 아니다"라며 "그걸 가지고 토론할 것이고 최종적인 건 공청회 등 통해서 결정한다"고 거듭 강조했다. 민주당은 확정된 개혁안을 토대로 연내 국회 본회의 통과 목표로 추진할 예정이다. chaexoung@newspim.com 2025-11-18 11:54

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19일·내달 3일 김건희 재판 중계 신청 [서울=뉴스핌] 김영은 기자 = 민중기 특별검사팀(특검팀)이 자본시장법 위반 등 혐의를 받는 김건희 여사 재판에 대해 중계를 허가해 달라고 재판부에 요청했다. 김형근 특별검사보(특검보)는 18일 오후 서울 종로구 KT광화문웨스트빌딩에서 열린 정례브리핑에서 "특검은 진행 중인 김 여사의 재판과 관련해 국민의 알 권리를 보장할 필요가 있다는 차원에서 오는 19일 진행 예정인 서증조사와 내달 3일 진행될 것으로 예상되는 피고인 신문 절차에 국한해 전날(17일) 법원에 특검법에 따른 재판중계방송허가를 신청했다"고 밝혔다. 김건희 여사. [사진=뉴스핌DB] 김 특검보는 "오는 19일은 서증조사가 예정돼 있고, 전체를 모두 중계신청 했다"며 "내달 3일 피고인 신문 부분에 대해서만 중계신청을 한 것"이라고 설명했다. 특검팀이 김 여사 재판의 허가신청서를 낸 것은 이번이 처음이다. 앞서 특검팀은 지난 5일 재판에서 서증조사 및 피고인 신문 절차에 대해 재판중계 신청을 검토하겠다고 밝힌 바 있다. 당시 김 여사 측 변호인은 "모욕주기 아닌가"라며 강하게 반발했다. 재판부는 양측 의견서를 검토한 후 허가 여부를 결정할 예정이다. 재판부는 지난 7일 속행 공판에서 '선고기일 중계는 허가할 예정이나 서증조사 중계에 대해선 신청할 경우 검토해보겠다'는 취지로 말한 바 있다. 재판부가 중계를 허가할 경우 김 여사가 피고인에 앉은 모습이 약 두 달 만에 다시 공개될 전망이다. 지난 9월 24일 진행된 첫 공판에서는 김 여사가 법정에 들어오고 피고인석에 앉는 모습까지만 공개됐다. yek105@newspim.com 2025-11-18 15:11