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| △ 나노복합소재 온열치료기. 투명한 고분자 물질인 SBS 안에 은 나노선이 2차원 그물망 패턴을 이루고 있다.(왼쪽). 오른쪽은 손목 부위에 두른 온열치료기가 열을 내는 것을 적외선 카메라로 촬영한 모습. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 제공. |
얇고 신축성 좋은 나노소재 온열치료장치 개발
IBS 현택환·김대형 교수 "관절 등 착용형 온열치료에 활용"
(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 은 나노선(Ag NW)과 신축성 좋은 고분자 물질을 이용, 관절 부위 등에 부착해 온열치료를 할 수 있는 착용형(웨어러블) 온열치료장치를 개발했다.
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환 단장과 김대형 연구위원팀은 28일 전도성이 뛰어난 은 나노선과 탄성이 좋은 고분자 물질로 이루어진 나노복합소재를 이용해 부드럽고 얇으며 신축성이 우수한 온열치료장치를 개발했다고 밝혔다.
이 연구 결과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 나노분야 학술지 'ACS 나노'(ACS Nano, 5월 31일자) 온라인판에 게재됐다.
온열치료법은 관절 부상 등에 가장 널리 사용되는 물리치료법이다.
하지만, 현재 사용되는 가열식 온열치료기는 재사용 시 중탕 또는 전자레인지 등에 데워야 하고, 전기식 온열치료기는 관절 등 움직임이 많은 부위를 감싸기 불편하고 화상 위험이 있는 등 지속적인 사용에 어려움이 많다.
연구진은 이 연구에서 탄소나노튜브(CNT)보다 전도성이 우수하고 가격은 금보다 저렴한 은 나노선과 신축성 있는 고분자물질인 SBS(styrene-butadiene-styrene)로 구성된 나노복합소재로 발열장치를 만들었다.
이들은 길이 30㎛ 정도의 은 나노선을 만들고 SBS와 균일하게 혼합되도록 표면을 화학적으로 처리한 다음 몰딩 기법을 이용, 투명한 SBS 안에 은 나노선으로 2차원 그물망 패턴을 형성해 잡아당겨 늘여도 발열 성능이 떨어지지 않도록 했다.
이 발열장치는 얇고 유연하며 신축성이 좋아 손목 등 움직임이 많은 관절부위에 밀착해 사용할 수 있다. 리튬-폴리머 2차전지로 작동, 전압으로 발열 온도도 조절할 수 있다.
이 장치는 3.7V 전압을 사용할 때 40∼42℃, 3.3V를 사용할 때는 38∼40℃까지 온도를 냈다. 잡아당겨서 60%까지 늘어나도 발열 성능이 크게 떨어지지 않는 것으로 확인됐다.
연구진은 "부드럽고 신축성 있는 이 발열장치는 피부와 접촉성이 좋아 열을 근육이나 혈관 등에 효과적으로 전달할 수 있다"며 "관절 움직임에도 성능이 변하지 않고 소용량 전지로 작동해 웨어러블 온열치료기로 활용할 수 있다"고 밝혔다.
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