스마트 직물: 패션과 에너지의 미래

온도를 모니터링하고, 활동을 추적하고, 외부 전원 없이도 스스로 편안함을 유지하는 제품입니다.

Imagine clothing that monitors your temperature, tracks your activity, or keeps you cozy all by itself without needing an external power source.

외부 전원 없이 스스로 온도를 모니터링하고, 활동을 추적하고, 편안함을 유지해주는 옷을 상상해 보세요.

Well, all this and more is fast becoming a reality thanks to all the research and development happening at the intersection of tech and clothing.

기술과 의류의 교차점에서 일어나는 모든 연구 개발 덕분에 이 모든 것, 그리고 그 이상이 빠르게 현실이 되고 있습니다.

Technological advancement has been transforming our lives by making our phones and home appliances smarter. Now, even our clothes are becoming smart, unlocking possibilities that pave the way for an exciting and more sustainable future.

기술의 발전은 휴대폰과 가전제품을 더욱 스마트하게 만들어 우리의 삶을 변화시키고 있습니다. 이제 우리의 옷도 스마트해지고 있으며, 흥미롭고 지속 가능한 미래를 위한 길을 열어주는 가능성을 열어가고 있습니다.

The global smart textile market is already valued at $4.1bln and is projected to rise to $24.5 bln by 2032. Interestingly, energy harvesting currently accounts for the largest share of this market, according to Markets and Markets.

글로벌 스마트 섬유 시장의 가치는 이미 41억 달러로 평가되며 2032년까지 245억 달러로 증가할 것으로 예상됩니다. Markets and Markets에 따르면 흥미롭게도 에너지 하베스팅이 현재 이 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있습니다.

Energy harvesting is converting ambient energy into electrical energy to power autonomous electronic devices. This energy can be harvested from various sources, including mechanical and thermal. To create energy-harvesting textiles, active materials are usually added to the textile's surface or woven or embroidered into it.

에너지 수확은 주변 에너지를 전기 에너지로 변환하여 자율 전자 장치에 전력을 공급하는 것입니다. 이 에너지는 기계 및 열을 포함한 다양한 소스에서 수확될 수 있습니다. 에너지 수확 직물을 만들기 위해 일반적으로 활성 물질을 직물 표면에 추가하거나 직물 표면에 자수하거나 직조합니다.

Such smart fabrics can potentially be utilized as an alternative to batteries, which require recharging or periodic replacement because they contain only a finite amount of energy. In wearable textile applications, batteries tend to be rigid, bulky items that must be removed before washing and hence need improvement.

이러한 스마트 직물은 한정된 양의 에너지만 포함하기 때문에 재충전이나 주기적인 교체가 필요한 배터리의 대안으로 잠재적으로 활용될 수 있습니다. 웨어러블 직물 응용 분야에서 배터리는 세탁 전에 제거해야 하는 단단하고 부피가 큰 품목인 경향이 있으므로 개선이 필요합니다.

While still at a relatively early stage, this sector is growing rapidly, driven by a combination of factors, including technology advances, design, consumer demand, miniaturization, and government policies.

아직 상대적으로 초기 단계에 있지만 이 부문은 기술 발전, 디자인, 소비자 수요, 소형화, 정부 정책 등 여러 요인이 복합적으로 작용하면서 빠르게 성장하고 있습니다.

Now, let's take a look into the exciting innovations in the sector and the literal power of the clothes that we wear!

이제 해당 분야의 흥미로운 혁신과 우리가 입는 옷의 문자 그대로의 힘을 살펴보겠습니다!

Smart Fabric to Convert Body Heat Into Electricity

체온을 전기로 바꾸는 스마트 원단

One of the most recent and electrifying developments was made by researchers from the University of Waterloo in collaboration with a leading institution in textile science and engineering at Jiangnan University, who created a smart fabric that converts thermal energy from the body and sunlight into electrical power.

가장 최근의 전기적 개발 중 하나는 워털루 대학의 연구원들이 신체와 햇빛의 열 에너지를 전력으로 변환하는 스마트 직물을 만든 Jiangnan University의 섬유 과학 및 공학 분야의 선두 기관과 협력하여 이루어졌습니다.

This smart fabric has the capability to generate power, observe health metrics, and track physical activity. These sensors allow the fabric to detect temperature changes and monitor pressure, stress, and chemical composition.

이 스마트 패브릭은 전력을 생성하고 건강 지표를 관찰하며 신체 활동을 추적하는 기능을 갖추고 있습니다. 이 센서를 통해 직물은 온도 변화를 감지하고 압력, 스트레스 및 화학 성분을 모니터링할 수 있습니다.

A promising application of this fabric is smart face masks that can track the temperature and rate of your breath as well as detect chemicals to help identify conditions like lung cancer and viruses. According to Yuning Li, director of the Printable Electronic Materials Lab at Waterloo and a professor in the Department of Chemical Engineering:

이 직물의 유망한 응용 분야는 온도와 호흡 속도를 추적할 수 있을 뿐만 아니라 화학 물질을 감지하여 폐암 및 바이러스와 같은 상태를 식별하는 데 도움이 되는 스마트 안면 마스크입니다. 워털루 인쇄전자재료연구소 소장이자 화학공학과 교수인 Yuning Li는 다음과 같이 말했습니다.

“We have developed a fabric material with multifunctional sensing capabilities and self-powering potential (that) brings us closer to practical applications for smart fabrics.”

"우리는 다기능 감지 기능과 자체 전원 공급 가능성을 갖춘 직물 소재를 개발하여 스마트 직물의 실제 적용에 더 가까워졌습니다."

The fabric designed by the team is flexible, MXene-based, thermoelectric, and can precisely determine strain stimuli and temperature. To achieve this, the team developed a layer of adhesive polydopamine (PDA) on the surface of the nylon fabric, which facilitated the MXene attachment through hydrogen bonding.

팀이 디자인한 직물은 유연하고 MXene 기반의 열전 소재이며 변형 자극과 온도를 정확하게 결정할 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 연구팀은 나일론 직물 표면에 접착성 폴리도파민(PDA) 층을 개발하여 수소 결합을 통해 MXene 부착을 촉진했습니다.

MXene has been drawing a lot of attention for its rare combination of properties like layered structure, flexibility, large surface area, electric and metallic conductivity, biocompatibility, hydrophilicity, size tunability, and rich surface chemistry. The study noted:

MXene은 층상 구조, 유연성, 넓은 표면적, 전기 및 금속 전도성, 생체 적합성, 친수성, 크기 조정 가능성 및 풍부한 표면 화학과 같은 특성의 드문 조합으로 많은 주목을 받아 왔습니다. 연구에서는 다음과 같이 언급했습니다.

“The resultant MXene-based thermoelectric fabric exhibits outstanding temperature detection capability and cyclic stability while also delivering excellent sensitivity, rapid responsiveness (60 ms), and remarkable durability in strain sensing (3200 cycles).”

"결과적으로 생성된 MXene 기반 열전 직물은 뛰어난 온도 감지 기능과 주기 안정성을 나타내는 동시에 뛰어난 감도, 빠른 응답성(60ms) 및 스트레인 감지(3200주기)의 놀라운 내구성을 제공합니다."

The novel fabric is not only more cost-effective, durable, and stable than other fabrics on the market, but unlike the current wearable devices that need frequent recharging, this one can operate without requiring an external source of power. This way, the research demonstrates the huge potential of integrating conductive polymers and MXene with modern fabric tech for the advancement of smart fabrics.

이 새로운 원단은 시중의 다른 원단보다 비용 효율적이고 내구성이 뛰어나며 안정적일 뿐만 아니라 자주 재충전해야 하는 현재의 웨어러블 장치와 달리 외부 전원 없이도 작동할 수 있습니다. 이러한 방식으로 연구는 스마트 직물의 발전을 위해 전도성 폴리머와 MXene을 현대 직물 기술과 통합할 수 있는 엄청난 잠재력을 보여줍니다.

Noting the various progress made in tech, including AI, which is evolving rapidly to offer advanced signal processing for health monitoring and the preservation of food and pharmaceuticals, Li argued that all these advancements rely on ‘comprehensive data collection, which traditional sensors—often cumbersome, expensive, and unwieldy—are unable to achieve.' This makes printed sensors, embedded in smart fabrics, ideal for continuous data collection and monitoring, Li added.

Li는 건강 모니터링과 식품 및 의약품 보존을 위한 고급 신호 처리를 제공하기 위해 빠르게 발전하고 있는 AI를 포함한 기술 분야의 다양한 발전에 주목하면서 이러한 모든 발전은 기존 센서가 종종 번거롭게 수행하는 '종합적인 데이터 수집'에 의존한다고 주장했습니다. , 비용이 많이 들고 다루기 힘들기 때문에 달성할 수 없습니다.' 이로 인해 스마트 직물에 내장된 인쇄 센서가 지속적인 데이터 수집 및 모니터링에 이상적이라고 Li는 덧붙였습니다.

While this innovative fabric marks significant progress in making these applications feasible, the researchers will now focus on further improving the fabric's capabilities and incorporating it with electronic systems. A smartphone app may also be part of this future development to track and transmit data from the fabric to healthcare professionals for real-time, non-invasive health monitoring.

이 혁신적인 직물은 이러한 응용을 실현 가능하게 만드는 데 상당한 진전을 이루었지만 이제 연구원들은 직물의 기능을 더욱 향상시키고 이를 전자 시스템과 통합하는 데 중점을 둘 것입니다. 실시간 비침습적 건강 모니터링을 위해 직물에서 의료 전문가에게 데이터를 추적하고 전송하는 스마트폰 앱도 이러한 향후 개발의 일부가 될 수 있습니다.

Pioneering Fabrics of the Future

미래의 선구적인 직물

Advancements in smart clothing have been happening rapidly for some time now. In 2016, researchers from the Georgia Institute of Technology in Atlanta created a micro-cable power fabric that could harvest energy from sunlight and motion.

스마트 의류의 발전은 한동안 빠르게 진행되어 왔습니다. 2016년에 애틀랜타에 있는 조지아 공과대학(Georgia Institute of Technology)의 연구원들은 햇빛과 움직임으로부터 에너지를 수확할 수 있는 마이크로 케이블 전력 패브릭을 만들었습니다.

For this, the scientists weaved thread with thin, fiber-based solar cells and triboelectric nanogenerators. The resultant smart fabric had a 320 μm thick single layer and could be integrated into tents, curtains, and various clothes. The textile, as per the study, could directly

이를 위해 과학자들은 얇은 섬유 기반 태양전지와 마찰전기 나노발전기로 실을 엮었습니다. 그 결과 스마트 원단은 320μm 두께의 단일 레이어를 가지며 텐트, 커튼 및 다양한 의류에 통합될 수 있습니다. 연구에 따르면 직물은 직접적으로