▲Fudan University

연구팀이 개발한 섬유 칩을 매듭지은 모습.

▲Zhen Wang et al.

회로를 말아 섬유 칩을 만드는 그래픽.

1월 21일 중국 푸단대학교 연구팀은 사람 머리카락보다 가는 섬유에 집적회로(IC)를 넣어 섬유 칩을 만들었다고 국제 학술지 ‘네이처’에 발표했어요. 

전기의 흐름 등을 조절하는 부품인 소자를 연결해서 정보를 처리하게 만든 것을 전자 회로라고 해요. IC는 소자들을 아주 작게 만들어서 판 위에 정교하게 찍어내는 방식으로 만든 전자 회로예요. 정밀한 전자 회로가 새겨진 이 판의 한 조각을 칩이라고 하죠. 

기존의 IC 칩은 실리콘 판처럼 평평하고 딱딱한 곳에 만들었어요. 실 한 가닥의 섬유처럼 가늘고 잘 휘어지는 곳엔 수많은 소자를 정밀하게 모아 놓은 IC를 새기기 힘들기 때문이죠. 그래서 섬유 소재 전자기기엔 구조가 비교적 단순한 센서 등만 넣고, 정보의 계산은 외부의 딱딱한 IC 칩을 연결해 처리했어요.

연구팀은 잘 늘어나고 얇은 고분자 소재 기판 위에 IC를 새기고, 돌돌 말아서 실처럼 가느다란 섬유 칩을 만들었어요. 이렇게 하면 좁은 섬유 표면이 아닌 안쪽 공간을 넓게 활용할 수 있죠. 이 섬유 칩의 지름은 약 300μm(마이크로미터)● 였어요. 초소형 버전은 50μm로, 지름이 100μm인 머리카락보다도 가늘었죠. 

섬유 칩은 전자 회로의 필수 부품인 트랜지스터가 1cm마다 10만 개 들어갈 만큼 정교했어요. 연구팀은 섬유 칩을 생쥐의 뇌에 넣고 뇌 속 전기 신호를 읽어내는 데 성공했어요. 한 가닥 섬유 안에서 신호 감지와 정보 처리까지 가능했죠. 또 섬유 칩은 마구 비틀고, 약 15t(톤)● 트럭에 깔린 후에도 잘 작동했어요. 

연구팀은 “부드러운 조직으로 이뤄진 인체와 전자기기를 연결하려면 유연한 전자 회로가 필요하다”고 전했어요. 섬유 칩은 스마트 의류, 뇌 임플란트 등 입거나 몸속에 넣는 컴퓨터에 쓰일 것으로 기대됩니다.