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피부처럼 늘어나고 전기도 만드는 ‘만능 하이드로겔’ 개발

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Wednesday, July 30, 2025, 10:07:19

인체 움직임 감지하는 신소재 탄생
AI 분석·해양 발전 기능까지 갖춘 하이드로겔

 

인더뉴스 제해영 기자ㅣ국립부경대학교 김용현 교수 연구팀이 피부처럼 잘 늘어나면서도 전기를 생성할 수 있는 차세대 ‘만능 하이드로겔’을 개발했습니다.

 

이번에 개발된 하이드로겔은 인체 부착이 가능한 웨어러블 센서에 적합한 소재로, 전기 신호에 민감하고 기계적 강도와 전도성을 동시에 갖춘 것이 특징입니다.

 

김용현 교수(디스플레이반도체공학전공)팀은 자연 유래 성분인 잔탄검과 생체친화적 고분자인 폴리비닐알코올(PVA)을 결합해 하이드로겔을 제작했습니다. 연구팀은 독자적인 ‘이중 가교 및 이온 처리’ 공정을 통해 기계적 강도와 이온 전도도의 상충 관계를 해결했습니다.

 

물리적·화학적 결합을 함께 적용해 하이드로겔 구조를 견고하게 만들고, 이온 처리로 전도성을 높이며 안정성을 확보했습니다. 그 결과, 해당 하이드로겔은 기존보다 20배 이상 튼튼하고 4배 이상 늘어나며, 매우 높은 이온 전도도(5.23 S/m)를 기록했습니다.

 

또한 반복 움직임에도 전기 신호의 왜곡이 거의 없어 웨어러블 센서로서 안정성과 신뢰성을 확보했습니다. 연구팀은 이를 손가락, 무릎 등의 관절 움직임은 물론 맥박, 호흡, 삼킴 등 미세한 생체 신호 감지에도 성공적으로 활용했습니다.

 

인공지능(AI)을 활용한 분석에서는 84.9%의 높은 정확도로 다양한 동작을 구분해 인간-기계 인터페이스(HMI)로서의 가능성을 보여줬습니다.

 

더불어 연구팀은 이 하이드로겔을 바닷물 속 염분 농도 차를 이용한 삼투압 발전기에도 적용해 LED 점등에 성공했습니다. 이 기술은 해양 에너지를 친환경 방식으로 전기로 전환할 수 있는 지속가능한 에너지 기술로 평가받고 있습니다.

 

해당 연구 성과는 국제학술지 (IF=13.2)에 게재돼 학술적 가치를 인정받았습니다. 김용현 교수는 “이번 하이드로겔은 기계적 특성과 전도성을 모두 만족시켜 기존 한계를 넘었다”라며 “정밀 생체 신호 감지 기기와 해양 발전 소자 등 다양한 기술 발전에 기여하길 기대한다”고 말했습니다.

 

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제해영 기자 tony@inthenews.co.kr

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CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

2025.10.31 09:17:14

인더뉴스 문정태 기자ㅣCJ제일제당이 생분해성 바이오소재 ‘PHA(Polyhydroxyalkanoates)’의 글로벌 상용화를 본격 확대합니다. CJ제일제당은 스웨덴 바이오소재 컴파운딩 기업 ‘BIQ머티리얼즈’와 PHA 적용 인조잔디 충전재 사업 협력을 위한 파트너십을 체결했다고 31일 밝혔습니다. BIQ머티리얼즈는 유럽 최초로 PHA 기반 충전재를 개발해 특허를 보유한 기업입니다. 이번 협약에 따라 CJ제일제당은 인조잔디 충전재에 적합한 PHA 소재를 공급하고, BIQ머티리얼즈는 제품 생산을 담당합니다. 양사는 유럽 시장에서 PHA 상용화를 적극 추진할 계획입니다. PHA는 미생물이 식물 유래 성분을 섭취해 세포 내에 축적하는 고분자 물질로 토양·해양·퇴비 환경에서 모두 분해되는 것이 특징입니다. CJ제일제당은 지난 2022년 PHA 상업 생산을 시작해 브랜드 ‘PHACT’를 론칭했습니다. 유럽연합(EU)은 인조잔디 충전재를 미세플라스틱 발생 주요 품목으로 지정하고, 오는 2031년부터 석유계 충전재 사용을 금지할 예정입니다. 회사는 이에 따른 친환경 충전재 수요 증가에 대응해 현지 시장 공략에 나선다는 계획입니다. 지난 30일 독일 프랑크푸르트에서 열린 협약식에는 정혁성 CJ제일제당 BMS본부장과 프레드릭 베리에고르 BIQ머티리얼즈 회장 등이 참석했습니다. 이날 정혁성 본부장은 “유럽에서 PHA 적용 분야를 넓히는 계기가 될 것”이라며 “지속가능 소재 솔루션을 지속 발굴하겠다”고 말했습니다. 한편, CJ제일제당의 미국 자회사 CJ바이오머티리얼즈는 ‘2025 바이오플라스틱 어워드 혁신상’을 수상했습니다. 비결정형 PHA(aPHA) 기술이 지속가능성과 확장성을 인정받았습니다. CJ제일제당은 ▲코스맥스(화장품 용기) ▲이토추플라스틱스(일본 유통 협력) 등과도 협업하며 PHA 응용 시장을 확대하고 있습니다.




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