나무로 전자 기기를 만들 수 있을까요? 보통 나무를 전자제품 부품으로 쓰지 않는 데는 이유가 있습니다. 나무는 절연체입니다. 전기가 잘 안 통하는 물질이라는 뜻입니다. 그런데 과학자들이 이런 상식에 도전했습니다. 나무를 개조해 전기를 전도하게 했습니다. 더 나아가 천연 반도체 소자로 사용하기까지 했습니다.

스웨덴 린셰핑 대학 연구진이 최근 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표한 논문은 발사나무로 전기 전도체를 제작하는 과정에 관해 설명합니다. 목재에서 천연 결합물질인 리그닌을 제거하면 루미나만 남습니다. 나무에 물을 운반하는 운송 통로입니다. 그 뒤 속이 빈 발사나무를 전기 전도성 폴리머가 담긴 액체 용액에 담급니다. 그 결과 전해질이 함유된 물이 나무 통로에서 흐릅니다. 천연 트랜지스터가 탄생하는 것 입니다.

나무의 종류도 전기가 통하는 데 중요한 요소였습니다. 처음에는 자작나무와 물푸레나무 등으로 전도성 목재를 제작하려고 시도했습니다. 하지만 폴리머 용액을 제대로 흡수하지 못했고 구조도 무너졌습니다. 더 안정적인 소재가 필요했습니다. 연구팀이 사계절 내내 변하지 않는 상록수인 발사나무에 주목한 이유입니다.

비록 나무에서 전기를 통하게 했지만 그렇다고 스마트폰에서 나무 부품이 들어간다고 기대하기는 이릅니다. 첨단 실리콘 트랜지스터에 비해 나무 트랜지스터는 크고 느립니다. 뉴사이언티스트는 손톱만 한 컴퓨터 칩이 트랜지스터 수십억 개 기능한다고 지적합니다. 이에 비해 발사나무 트랜지스터는 길이가 3cm에 달하며 전원이 꺼지는 데 1초, 다시 켜지는 데 5초가 걸립니다.

타 부품에 비해 비효율적이지만 잠재력이 있는 기술입니다. 나무를 전자 트랜지스터로 바꾸는 방법은 임업 혹은 농업 관찰 업무에서 유용하게 사용할 수 있습니다.  또한 기존 트랜지스터보다 친환경적이라는 장점도 있습니다. 기후변화나 기타 환경문제에서 식물 저항성을 관측할 때 나무 전자제품을 이용할지 모릅니다. 스웨덴 린셰핑 대학 연구진은 후속 연구를 통해 나무에게 전도성을 띄게할 새 방법을 찾아나섰습니다. 번거롭게 리그닌을 제거하고 용액에 담그는 대신 자라나는 나무가 바로 전기 전도성을 가지길 희망합니다. 

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

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자