겨울철 추운 바깥에 나가기 전 옷이 따듯하게 몸을 덥혀준다면 어떨까? 혹은 가상현실 비디오 게임을 할 때 온몸이 현실처럼 감각을 느낄 수 있다면? 공상과학 영화 같은 이야기로 들릴 것이다. 하지만 현실에서 실제로 체험할 수 있을지도 모른다. 전자기기처럼 작동하는 스마트 의류 덕분이다.

워털루 대학 연구진이 최근 나노 마이크로 스몰(Nano-Micro Small)에 발표한 논문은 신소재에 대해 자세히 설명한다. 열과 전기에 반응하는 세계 최초의 자극 반응성 소재(SMP)이다. 자극으로 색상과 모양을 바꿀 수 있을 뿐만 아니라 다시 원래 형태로 돌아갈 수도 있다.

새로 개발한 소재로 직물을 만들려고 시도했다. 전통적인 제조방식으로 얇은 플라스틱 폴리머와 스테인리스 스틸을 엮어서 제작했다. 다른 유사한 소재들과 비교해 더 낮은 전력으로 가동할 수 있다. 생체 의학도구나 환경 센서처럼 작고 휴대성이 필요한 기기에 적용하기 좋다.

색이 변하는 특수 소재를 연구할 때 보통 온도 변화를 자극으로 사용한다. 편리하고 단순한 방법이기 때문이다. 그러나 정교한 온도 변화를 일으키는 작업은 어렵다. 새로운 SRM은 전기에도 반응하기 때문에 더 세밀한 제어할 수 있다. 원격으로 국소적인 온도 변화도 가능하다.

연구진은 색이 변하도록 만들기 위해 열변색 마이크로 캡슐(TMC)이 들어간 실을 직물에 추가했다. 뜨거워지면 주면 TMC 외피가 반투명해지면서 내부 색이 드러나는 설계다. 다시 식히면 도로 불투명해지면서 원래 색으로 돌아간다.

워털루 대학 연구진은 "이 같은 특징으로 신소재는 웨어러블 기기, 직물, 감지, 위조 방지, 인체 크기의 정형외과 기기, 생체 모방 응용 분야에서 탁월한 재료가 될 수 있다"고 주장했다. 또한 재료가 가진 잠재력을 보여주기 위해 열과 전력을 조절해 직물로 귀여운 잠자리 모양을 만드는 시연도 보였다.

논문의 공동 저자 밀라드 캄카르 워털루대학교 화학공학과 교수는 "우리가 개발한 소재가 온도 같은 환경 변화를 감지하고 반응하는 기능으로 환경을 손상하지 않고 상호작용하며 생태계를 분석할 수도 있다"고 덧붙였다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자