신체 내부기관을 형성하는 콜라젠 피브릴 간 화학적, 물리적 상호작용과 조립 구조에 따라서 피부, 인체 장기, 근육의 거시적은 형태와 기계적인 특성이 달라지는 것에서 영감을 받아, 본 연구에서는 바이오피브릴 조립을 통해 만들어진 섬유재료의 구조-공정-특성의 관계를 정확히 파악하고, 이 관계를 이용하여 특성과 형태를 예측하여 효율적으로 고부가가치 기능성 섬유재...

본 연구가 지향하는 최종목표는 물에 의한 섬유고분자 미세구조-단섬유구조-섬유거시조직구조의 기계적 물성 변화를 단계별로 체계적으로 분석하고 이를 바탕으로 친환경적인 물을 에너지원으로 사용하고 가벼우며 쉽게 대량생산이 가능한 천연 및 재생섬유기반 수분반응 액츄에이터를 개발하는 것이다. 본 연구목표를 달성하기 위해서 3년차연구를 제안한다. 1차년도에는 다양한 두께, 꼬임구조의 면, 마, 양모, 혼방섬유 등을 구매하여 이들의 수분반응 특성을 분석한다. 2차년도에는 버섯에서 추출한 키틴, 누에고치에서 추출한 피브로인 등 바이오소재 기반의 재생섬유의 미세구조를 조절하여 수분반응특성을 갖는 새로운 섬유를 개발한다. 3차년도에는 섬유를 조합하는 거시적인 구조 디자인에 따른 수분반응특성을 분석하고 실생활에 쓸 수 있는 천연 및 재생섬유 기반 수분반응 액츄에이터를 제안한다.

연차별 목표와 내용 ● 1차년도: 섬유 주변의 상대적인 수분의 양, 즉, 상대습도에 따른 다양한 종류의 상업적 섬유의 기계적 물성 변화를 체계적으로 분석한다. 주변에서 흔히 사용하는 면, 양모, 실크, 폴리에스터 등의 단섬유를 구매한 후 이들 단섬유의 상대습도에 따른 수분흡수량, 신장률, 응력, 에너지밀도, 반응속도, 미세구조 변화를 분석하여 물이 단섬유와 어떤 작용을 통하여 수분반응 특성을 갖는지 이해한다. ● 2차년도: 1차년도 결과인 상업섬유의 구조와 수분반응 특성에 대한 이해를 바탕으로 키틴, 피브로인 등 친환경적이면서도 대량으로 사용이 가능한 바이오소재 기반의 재생섬유를 만들고 이들의 수분반응 특성을 분석하여 혁신적인 섬유재료로써의 가능성을 제시한다. 일상생활에서 구매가능한 재료 (버섯, 누에고치 등)에서 고분자를 추출하고 실험실 규모의 습식방사를 통하여 수분반응에 적합한 구조를 갖는 섬유를 만든다. ● 3차년도: 단섬유의 거시적 구조를 최적화하여 수분반응 액츄에이션을 극대화할 수 있는 디자인을 찾는다. 실생활에서 사용하는 의류소재는 2쌍의 단섬유가 수직방향으로 얽히는 교직 혹은 하나의 섬유가 고리 모양을 형성하며 계속 연결되는 편직 과정을 통하여 만들어진다. 특정 의복은 물세탁 후 형태가 심하게 변하는 점에서 영감을 받아 섬유의 수분반응 액츄에이션을 극대화할 수 있는 거시적 구조를 제안한다. 이를 위해 섬유조직종류 및 밀도에 따른 수분반응 액츄에이션을 체계적으로 분석한다. 실제 응용가능성에 방점을 두고 본 연구에서 개발한 천연 및 재생섬유기반 수분반응 액츄에이터의 기계적인 일을 생성하는 액츄에이터로써의 성능을 에너지 밀도와 출력 밀도로 평가하고 기존 액츄에이터와 비교한다.

본 과제는 의류학을 바탕으로 한국적 아름다움인 한(韓)브랜드를 글로벌화하고, 미래 소비자 니즈에 대응하는 고부가가치 의류 연구·인력 양성을 추진함. 연구목표는 의류패션산업 국가경쟁력 제고를 위한 인문사회과학지식 기반 고급전문연구인력 양성임. 핵심 연구내용은 제1기 의류학연구·교육 연계 시스템 구축, 제2기 의류학內 핵심영역間 융합연구 아젠다 도출, 제3기 글로벌 연구 인적 네트워크 리더 도약을 수행하며 패션 제품 디자인, 의류제품생산·상품 마케팅·유통 고부가가치화, 나노섬유 및 스마트 신소재 개발 평가, 3차원 기술 기반 인간공학적 의류제품개발, 극한 환경 인간보호 고기능성 스마트 의류제품 연구를 포함함. 기대효과는 독자적 학문 정체성 확립, 창조적 융합연구교육모델 제시, 한(韓) 브랜드 세계화 및 국가 위상 강화, IT/BT/NT/ET-패션 융합 스마트 패션 인력 배출 정임.