KAIST 스티브 박 교수 연구팀
육군 소령인 박규순 박사과정생이 연구

육군 소령인 박규순(오른쪽) 박사과정생과 연구를 지도한 스티브 박 KAIST 교수./KAIST

육군 소령이 전투원 개인의 특성에 맞는 훈련 방식을 제안할 수 있는 전자 섬유 기술을 개발했다. 전장에서 활용할 수 있을 정도로 튼튼하고, 대량으로 보급할 수 있을 정도의 경제성도 갖췄다는 평가다.

한국과학기술원(KAIST)은 스티브 박 신소재공학과 교수 연구팀이 섬유 위에 전자회로를 `그려 넣는' 혁신적인 기술을 통해 유연하고 착용 가능한 전자 섬유(E-textile) 플랫폼을 개발했다고 25일 밝혔다. 특히 이 기술 개발은 현역 육군 소령인 박규순 박사과정생이 제1저자로 참여해 눈길을 끈다.

연구팀이 만든 웨어러블 전자 섬유 플랫폼은 3D 프린팅 기술과 신소재 공학적 설계를 결합해 센서와 전극을 섬유에 직접 인쇄했다. `직접 잉크 쓰기(Direct Ink Writing, DIW)‘로 불리는 기술로 센서와 전극의 기능을 하는 특수 잉크를 섬유 기판 위에 원하는 패턴으로 직접 분사해 인쇄하는 방식이다. 복잡한 마스크 제작 과정 없이도 다양한 디자인을 유연하게 구현할 수 있다.

연구팀은 이 기술에 활용하기 위해 고성능 기능성 잉크를 직접 개발했다. 유연성을 가진 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 고분자와 전도성을 부여하는 다중 벽 탄소나노튜브를 조합해 최대 102% 늘어나면서도 1만번의 반복 테스트에서도 안정적인 성능을 유지하는 센서 잉크를 개발했다. 전투원의 격렬한 움직임 속에서도 정확한 데이터를 꾸준히 얻을 수 있다.

연구팀은 실제 인체 움직임 모니터링 실험을 통해 개발된 플랫폼의 성능을 입증했다. 연구팀은 개발된 전자 섬유를 옷의 주요 관절 부위(어깨, 팔꿈치, 무릎)에 프린팅해 달리기, 팔 벌려 높이뛰기, 팔굽혀 펴기 등 다양한 운동 시의 움직임과 자세 변화를 실시간으로 측정했다.

전투복 등 다양한 섬유에 직접 잉크 쓰기(DIW) 프린팅 기술로 제작한 전자섬유 개략도./KAIST

또 스마트 마스크를 활용해 호흡 패턴을 모니터링하거나, 장갑에 여러 센서와 전극을 프린팅해 기계학습을 통한 물체 인식, 복합적인 촉감 정보를 인지하는 응용 가능성도 시연했다.

박 소령은 “현재 우리 군은 인구절벽으로 인한 병력자원의 감소와 과학기술의 발전으로 위기이자 기회를 마주하고 있다”며 “전장에서의 생명 존중이 큰 이슈로 떠오르고 는데, 이번 연구는 병과·직책별, 전투의 유형에 따른 맞춤식 훈련을 제공할 수 있는 원천기술을 확보해 우리 장병들의 전투력을 향상하고 생존성을 보장하기 위한 것”이라고 설명했다.

참고 자료

npj Flexible Electronics(2025), DOI : https://doi.org/10.1038/s41528-025-00414-7

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