체온 변화나 외부 자극에 따라 색상이나 형태가 변하는 스마트 섬유가 요즘 인기입니다. 스마트 섬유의 핵심 원리가 무엇인지 궁금합니다.

Question

체온 변화나 외부 자극에 따라 색상이나 형태가 변하는 스마트 섬유가 요즘 인기입니다. 스마트 섬유의 핵심 원리가 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

스마트 섬유는 체온, 빛, 습도, 전기 등 외부 자극을 감지하는 감응형 소재를 섬유 표면에 코팅하거나 원사 내부까지 가공하여 분자 구조나 물리적 성질을 변화시키는 원리로 작동합니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.

색상이 변하는 원리는 체온이나 주변 온도가 변할 때 작동하는 것으로 캡슐 내부에 염료, 산성 물질, 용매를 함께 넣고 설정된 온도에 도달해 내부 용매가 녹으면 분자 간 상호작용으로 염료의 화학 구조가 열리거나 닫히면서 빛 흡수 파장이 달라져 색이 변하거나 투명해지는 원리입니다.

형태가 변하는 원리는 체온이나 열을 받으면 소재 내부의 결정 구조가 달라지는 것으로 특정 유리전이온도 이상으로 체온이 올라가면 변형되어 있던 고분자 사슬이 유연해지면서 사전에 기억된 원래 형태로 돌아가는 원리입니다. 이를 통해 의류의 구김이 저절로 펴지거나 땀구멍 역할을 하는 기공이 열립니다.

스마트 섬유는 나노캡슐화 기술과 섬유 공학의 결합을 통해 정밀한 분자 단위 조절이 가능해짐에 따라, 일상 의류를 넘어 의료용 생체 센서, 국방용 위장복, 스마트 워크웨어 등으로 영역을 넓혀가고 있습니다.