세계 최초 '플라즈마 담요' 나온다…화생방 제독 직물 개발

[이데일리 김관용 기자] 국방과학연구소(ADD)에 재직하고 있는 정희수 선임연구원의 ‘입을 수 있는 플라즈마 직물’ 연구 결과가 세계적 학술지인 네이처(Nature) 자매지 ‘사이언티픽 리포트‘ 최근호에 게재됐다.

플라즈마(Plasma)는 고체·액체·기체가 아닌 제4의 물질 상태로 기체 상태에 높은 에너지를 가하면 기체가 전자와 원자핵으로 분리돼 플라즈마 상태가 된다. 번개·오로라 등이 대표적인 플라즈마 상태다.

정희수 선임연구원 [국방과학연구소 제공]

ADD는 2014년 신개념·신기술 아이디어 공모에서 새로운 시각으로 접근한 정 연구원의 플라즈마 아이디어를 선행핵심연구로 선정한바 있다. 정 연구원은 해당 연구를 통해 ‘유연전극을 활용한 입을 수 있는 대기압 공기 플라즈마 직물 제작 기술’을 독자적으로 개발하는데 성공했다.

기존 플라즈마 반응기는 단단하고 평평한 도체 전극을 사용하기 때문에 3차원의 복잡한 전극 구조를 제작하는 것이 거의 불가능했다. 정 연구원은 이런 한계를 극복하기 위해 원하는 대로 구부리고 묶을 수 있는 유연전극을 고안했다. 이번 연구를 통해 개발된 유연전극은 한 가닥의 전선(wire)형태가 방전이 가능한 단위구조로 이뤄져 있어 뜨개질 방법(편조·직조)을 활용해 2차원이나 3차원 등 원하는 모양으로 전극의 형태와 크기를 쉽게 확장할 수 있는 장점을 갖고 있다.

정 연구원은 이번 연구를 통해 ‘입을 수 있는 플라즈마 직물’로의 제작변형 기술과 유연전극의 물리적 특성 연구 결과 등을 세계에서 최초로 제시했다.

ADD는 이를 활용해 세계 최초 미래형 화생방 제독 개념으로 대기압 공기 플라즈마를 덮어서 제독이 가능한 ‘플라즈마 담요’를 연구하고 있다. 학술지에 게재된 논문에서도 플라즈마 담요의 핵심 부품인 유연전극을 활용해 독성화학무기인 신경작용제와 수포작용제를 수십 분 내에 제독 가능한 독보적인 기술을 소개하고 그 연구결과를 제시했다.

정 연구원은 “선도적인 플라즈마 기술 개발을 통해 국가 안보를 굳건히 하고 민수로의 기술이전으로 국가 경제 발전에 이바지하는 연구를 하고 싶었다”면서 “플라즈마가 표면이나 공기 중에 포함된 오염물질을 분해하고 제거하는데 효과적이며, 살균과 상처치료가 가능하기 때문에 환경, 식품, 바이오, 의료, 미용 분야 등 폭넓은 분야에서 활용할 수 있다”고 말했다.