할리우드 영화를 보면 수트를 입었을 뿐인데 상상 초월 능력을 발휘한다. 스크린에서 보던 기술의 현실화가 가능할까. 4차 산업혁명 시대의 마중물이 될 기술의 실현 가능성은 어느 정도일까. 스마트폰을 뛰어넘는 웨어러블 디바이스 개발에 청신호가 켜졌다. 시계, 팔찌 등 작은 전자기기에 불과한 웨어러블 디바이스의 변혁이 시작됐다. 부경대학교 인쇄정보공학과 백강준 교수의 ‘섬유/직물 일체형 비휘발성 트랜지스터 메모리 기술 개발’ 연구는 사람이 입는 의류 형태의 웨어러블 디바이스 구현에 초점을 맞췄다.

최선영 기자 csy@

4차 산업혁명 시대는 사람-사물-컴퓨터가 네트워크로 연결된 초연결 사회가 될 것이다. 우리나라와 미국 등 IT기술 강국은 4차 산업혁명 시대를 주도할 기술력인 5G 장악에 나섰다. 미디어에서 흔히 노출되는 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터, 3D프린팅, 로봇 등은 이미 우리 생활에 스며들었다. 기술은 절대 후퇴가 없다. 스마트폰으로 사람 중심의 정보 처리, 맞춤형 서비스를 구현하는 것을 넘어서는 기술이 필요하다. 이는 일상생활에 입는 옷을 이용한 웨어러블 디바이스 개발이 주목받고 있는 이유다.

웨어러블 디바이스의 혁명, 섬유·직물의 재창조   
부경대학교 인쇄정보공학과 백강준 교수는 섬유를 이용해 사람의 건강상태나 주변 환경정보를 측정하는 센서를 개발하고, 측정된 신호를 처리·분석하기 위한 트랜지스터와 집적회로, 정보를 저장하기 위한 메모리와 통신을 위한 수동 회로부품 소재 기술을 개발하고 있다. 빅데이터 시대에서 웨어러블 디바이스가 거대한 양의 정보를 수집하고 분석·활용할 수 있는 시스템과 저장 매체의 개발은 우선되어야 한다. 방대한 양의 정보를 저장하고 관리하기 위한 메모리 구현도 시급하다.

▲ 백강준 교수

백 교수는 섬유·직물 일체형 웨어러블 디바이스에 적합한 구조와 형태의 메모리 기술 개발의 필요성을 체감했다. 이에 기존 실리콘 기반 플래시 메모리의 기능을 섬유에 일체화시켜 사람의 인체 정보를 보다 효율적으로 저장하고 관리하는 기술을 연구하고 있다.
“기존 직물을 제작하는 실은 전기가 통하지 않습니다. 제가 개발하는 섬유·직물은 전기가 통하면서 몸에 친숙하고 다양한 기능성을 갖추고, 당연히 패셔너블한 성질은 기본입니다. 무게, 내구성, 인체 친화성 측면에서 적합하면서 전기적 특성을 만족하는 소재를 개발하고 있습니다.”
그는 한국전기연구원과 컨소시엄을 통해 인체 신호 감지에 최적화된 전도성 나노복합섬유 기술을 공동개발하고 있다. 또한 용액 기반의 코팅 방식과 멀티노즐 방식의 습식 방사 기술을 이용해 다양한 기능성의 전자섬유를 개발하고 있다. 예컨대 1차원으로 된 전자부품들을 편·직물로 제작하고 각 전자소자를 집적화하여 입는 옷에 일체화된 In-Textile, 웨어러블 디바이스 기술 등이다. 백 교수는 내년쯤 나노카본으로 된 전도성 섬유가 양산되면서 웨어러블 디바이스 응용 가능성이 업그레이드될 것으로 예측했다.

4차 산업혁명의 기틀, 창조적인 인쇄 기술로 세워
백강준 교수의 연구는 인쇄 기술에서 시작한다. 앞으로 그는 전자, 디스플레이, 에너지, 섬유 등의 산업과 연계하여 4차 산업혁명 시대에 적합한 첨단 공정과 부품 소재, 소자 기술을 개발하는 인쇄기술 개발에 매진할 계획이다. 인류 문명 전파와 발전에 크게 이바지한 인쇄기술은 4차 산업혁명 시대에도 3D 프린팅 등 제조기술에서 핵심이 될 전망이다. 가정에서 프린터로 문서를 출력하듯이 인쇄전자기술을 이용해 사용자 맞춤형 전자제품, 디스플레이, 전지 등을 누구나 쉽게 제작할 수 있다.

백 교수가 연구 중인 웨어러블 디바이스 역시 인쇄전자기술과 밀접한 연관이 있다. 그는 3D 프린팅을 통한 다차원 고집적 인쇄전자회로 기술을 개발해 웨어러블 디바이스나 소프트 로봇, 드론 등에 적용하고 싶다는 포부를 밝혔다. 지난 15년 동안 그는 줄곧 유기물 반도체를 활용한 고성능 유연/인쇄 전자소자 및 집적회로 개발 연구에 힘써왔다. 백 교수는 자유롭고 유연하며 신축성이 있는 전자기기나 디스플레이 구현에 관심이 많았다. 그의 창의적인 연구는 정전기 발생 원리를 응용한 새로운 개념의 유기 플래시 메모리 기술, 초저가의 RFID 태그를 위한 인쇄전자 기술, 트랜지스터·정류기·메모리·회로 등 인쇄전자 요소 부품 개발 및 성능 향상 연구에 기여했다.

최근에는 동원시스템즈·중앙대학교와 공동으로 인쇄공정을 통한 고성능 유무기 하이브리드 차단막과 센서 기술을 개발해 신선식품의 부패 감지를 위한 식품안전 지능형 패키징 기술을 완성했다.
“기술 트렌드를 잘 추적하면서 지금까지 연구한 내용을 발전시키고 과학적으로 의미 있는 연구를 위해 최선을 다할 것입니다. 저의 가르침을 받는 부경대 학생들이 자신감을 가지고 연구에 임해 좋은 결과를 내고 사회 각 분야에 진출해 명성을 드높일 수 있도록 돕겠습니다.”
그는 ‘꿈만큼만 노력하자’라는 말을 되새기며 연구에 집중하고 있다. 더 나은 삶과 큰 꿈을 품고 싶다면 그만큼의 노력이 더 필요하는 의미다. 백 교수는 함께 연구하는 부경대 학생들의 어마어마한 잠재력을 믿으며 제자들이 잠재력을 드러낼 수 있도록 격려하고 있다. 제자들이 더 나은 미래를 살 수 있도록 그는 현재의 위치에서 연구자와 교육자의 역할에 헌신하고 있다. 백강준 교수의 진심이 4차 산업혁명의 유용한 기술로 이어져 우리 사회를 보다 풍족하게 채울 것으로 기대된다. NM