나노섬유의 응용분야

목차

섬유가 나노 크기일 때의 장점과 용도
나노섬유의 용도(응용분야)

본문내용

최근 섬유산업에서는 첨단 기술 산업으로의 전환을 목표로, 섬유에 나노기술을 접목시킨 나노섬유 연구 및 제품개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 나노섬유 기술은 ‘하나의 고분자사슬이 집합하여 나노섬유(Nano-Fiber)가 되고, 최종형태가 섬유, 박막, 부직포가 되는 매우 광범위한 가공기술’로 정의할 수 있다. 나노섬유란 엄밀한 의미에서 보면 1nm부터 100nm의 직경을 가진 섬유를 말하나, 국내외의 나노섬유에 관한 기술을 보면 서브미크론사이즈까지 포함, 즉 직경이 1nm부터 1000nm(1μm) 정도를 일반적으로 지칭하고 있다.
지름이 수십에서 수백 나노미터(1나노미터=10억 분의 1m)에 불과한 나노섬유는 종이보다 훨씬 얇고 가벼운데다 땀은 쉽게 배출하고, 박테리아와 같은 외부 물질은 침투가 안 돼 꿈의 섬유로 불린다. 뿐만 아니라 부피에 비해 표면적이 엄청나게 넓기 때문에 필터용으로 쓰면 탁월한 여과효과를 볼 수 있고, 전기 전도성을 지닌 고분자를 나노섬유로 제조해 유리에 코팅하면 햇빛의 양을 감지해 창문의 색깔을 변하게 하는 ‘스마트 창문’ 제작도 가능하다. 또, 상처가 아물면서 바로 몸속으로 흡수되는 붕대나 인조피부를 만들 수 있는 등 활용도가 매우 높기 때문에 최근 세계 각국에서 나노섬유 개발붐이 불고 있다.
최근에 나노섬유는 전자방사를 통해 생산되고 있다. 동 생산방식은 전기 및 유체역학적 힘에 의해 용액상태의 폴리머를 순간적으로 섬유형태로 방사하는 것이다. 과학적 기본 원리는 간단하다. 가는관 속으로 폴리머 용액을 통과시키면 용액자체는 일반적으로 표면장력을 받아 완전한 형태를 유지한다. 그 때 동 용액에 전하가 걸리고 집속판 부근에 위치한 관 끝에서 용액 방울이 낙하하게 되면, 전압강하가 일어나면서 표면장력보다 전기력이 커지게 된다. 따라서 용액 방울의 낙하는 늦어지며, 집속판 쪽으로 뿜어지게 된다. 뿜어지는 궤적은 초기에는 rectolinear의 형식을 띄지만 이후 빠르게 회전하면서 집속판 부근까지 나선형으로 몇 미터를 뻗어나가게 된다. 뻗어나가는 길이는 폴리머 용액의 증발시간에 달려있으며, 길고 가는 섬유형태로 남게 된다. 결국 집속판에는 불규칙 형태로 섬유가 모아지게 되어 부직포형태와 비슷한 섬유의 배열이 나타난다.

참고자료

· “최신의류소재”, 조길수 , <시그마프레스>p. 337~ p. 352
· “섬유 신소재의 이해”, 차옥선, 신정숙 , <교문사>
· “디지털 시대의 의류신소재”, 안영무 , <학문사>