전기 만드는 실 대박, 생산 원리와 응용분야 무궁무진하다

국내 연구진이 스스로 전기를 만드는 실을 발명해서 과학계의 주목을 받았다. 김선정 한양대학교 전기생체공학부 교수가 이끄는 팀이 연구 개발 끝에 머리카락보다 가는 최첨단 실에서 전기를 생산하는 획기적인 발명을 공개했고 이번 연구가 세계적인 학술지 사이언스에 실렸다.

아주 가는 실처럼 보이는 '트위스트론 실', 겉으로는 평범해 보이지만, 이 실은 탄소 나노튜브를 꼬아 만든 실이다. 마치 가느다란 새끼줄처럼 생겼는데 이를 잡아당기거나 꼬기만 해도 전기가 만들어진다고 한다. 

실의 수축과 이완에도 전기가 만들어진다니 너무나 신기했다. 실에서 전기가 생산되는 원리는 김 교수의 말에 따르면 실을 잡아당기면 늘어나면서 부피가 감소하게 되고, 이때 실에 모여있던 전기를 띠는 입자들이 밖으로 나와서 전기를 생산한다고 한다. 

실제로 실을 수축 이완시키면서 LED 전구를 켤 수 있다 한다. 트위스트론 실 1kg을 초당 30회로 수축 이완시키면 250w의 전력을 생산해서 LED 전구 50개를 켤 수 있다니 대단했다. 김 교수가 첨단 실에 관심을 가지고 개발하게 된 건 그가 인공근육을 연구하면서 부터라고 한다.

우리의 신체를 둘러싸고 있는 근육도 에너지에 의해서 움직인다. 그렇다면 인공근육을 만들려면 인공근육을 자체적으로 움직이게 하는 에너지를 생성하면 더 좋을 것이다. 그런 생각 끝에 그는 수축과 이완으로 에너지를 만드는 실 개발에 매진했다.

그래서 이번 발명은 활용 분야가 무긍무진했다. 이 실을 옷 속에 넣으면 숨만 쉬어도 전기가 생산되는 걸 보여줬다. 몸에 쉽게 착용하는 다양한 웨어러블 기기들이 많이 나오고 있는데, 이 기기들이 전기를 자체생산하면 굳이 충전할 필요도 없이 더 편리하게 이용할 수 있을 것이다.

만약에 로봇을 만든다고 할 때 굳이 전기공급을 외부에서 할 필요도 없을 것이다. 로봇의 근육을 이 실로 만들어서 로봇이 움직일 때마다 전기를 만들어 스스로 공급할 수 있을 것이다. 미래에는 전기 생산에 대해서 더 획기적인 발견이 있을거라 볼 때 나노튜브실처럼 스스로 전기를 생산하는 최첨단 기술력이 미래를 더 밝게 만들 것이다.

실제로 경포대 해변에 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바닷 속에 넣고 파도가 칠 때마다 전기를 생산하는 걸 확인했다 한다. 이처럼 이를 실생활에 응용하면 그 활용도는 매우 높을 것 같았다. 바다에 거대한 트위스트론 실뭉치를 넣어서 전기를 생산할 수 있고, 드론과 로봇의 외형에 이를 활용하면 배터리를 대체해 영구적으로 전기를 만들 수 있다. 옷을 입고 움직이는 것만으로도 전기가 생산된다면, 미래에는 다양한 첨단 슈트도 등장할 수 있다.

미드의 한장면이 떠오른다. 신축성있는 첨단 슈트를 입은 여성이 범죄자를 잡는 장면이었는데, 슈트를 터치하는 것만으로도 옷 색깔이 변하고, 전기 충격도 가할 수 있으며 컴퓨터 화면이 옷에 뜨기도 한다. 옷이 자체적으로 전기를 생산하기에 가능한 첨단 슈트다. SF 영화 속 미래가 점점 현실이 되는 것 같다. 그와 같이 미래에는 여러 첨단 소재의 개발로 더 편리하고 효율적인 일들을 해낼 수 있을 것이다. 전기를 만드는 실! 그것이 시작이 아닐까 한다.