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땀을 배출하는 젖지 않는 섬유 개발
연구소 2013-05-23 4437
땀을 배출하는 방수 섬유(Waterproof fabric)가 나노 기술을 기반으로 하여 캘리포니아대 데이비스 캠퍼스(University of California, Davis)의 연구자들에 의해 개발되었으며 이들의 연구 결과는 "Interfacial microfluidic transport on micropatterned superhydrophobic textile"이라는 제목의 논문으로 게재되었다.

이번에 개발된 새로운 섬유는 과량의 땀을 스스로 물방울의 형태로 만들어 체외로 배출하는 인간의 피부와 거의 유사하다고 이번 연구를 수행한 캘리포니아대 데이비스 캠퍼스 바이오의학 공학부 Tingrui Pan 교수가 말했다. Tingrui Pan 교수의 미세-나노혁신 연구소가 수행하고 있는 연구 프로젝트 중 하나는 액체를 조절하기 위해 작은 미세채널을 이용하는 미세유동학(microfluidics)으로 알려진 분야이며, 이들은 랩 온어 칩(lab on a chip) 장치를 만드는데 이용된다. Pan과 그의 동료 연구자들은 의학적 진단 테스트와 같은 분야에 응용이 가능한 시스템을 개발하기 위한 연구를 진행하고 있다.

동 연구소의 대학원생인 Siyuan Xing과 Jia Jiang은 매우 뛰어난 형태의 물 저항 섬유(water repellent fabric)를 친수성의 실로 재봉하여 새로운 형태의 직물 미세유동 플랫폼(textile microfluidic platform)을 개발하는데 성공했다. 그들은 직물의 한쪽 면에서 물방울을 밀어 넣어 다른 쪽 면으로 이들이 배출될 수 있도록 할 수 있는 재봉 패턴을 만들어냈다.

이에 대해 이 연구를 담당했던 Siyuan Xing은 “우리는 새로운 미세가공기술(microfabrication)을 이용하지 않았기 때문에 이 제조 공정은 대규모로 진행되는데 있어 유리하다”고 말했다. 섬유에 사용된 실들이 모세관 현상을 이용해 물을 만들어내는 것은 아니다. 직물을 둘러싸고 있는 물 저항 속성이 물을 채널 아래로 떨어뜨리는 것을 도와줄 수 있다. 일반적인 직물과 달리, 물을 만들어내는 직물이 완전하게 포화되었을 때도 물을 펌핑하는 효과는 계속 지속되는데, 그 이유는 물방울의 표면 장력에 의해 만들어지는 압력 농도구배가 만들어지기 때문이다.

섬유의 나머지 부분은 완전히 마른 형태로 존재한다. 물을 만들어내는 섬유의 패턴을 적용하고 이들이 섬유의 다른 쪽 면에 어떠한 방식으로 적용되는지를 연구함으로써, 연구자들은 땀이 모이는 장소를 조절하고 이들이 밖으로 배출되는 위치도 조절할 수 있다. 운동을 좋아하는 사람들이나, 운동 선수, 그리고 옷을 만들어내는 사람들은 땀을 제거하고 피부처럼 공기의 유통이 자유로운 섬유에 많은 관심을 가지고 있다. 예를 들어, 면 섬유(Cotton fibers)는 땀에 취약하여 많은 운동으로 면이 젖게 되면 불편함을 느끼게 한다.

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