천연섬유는 자연 상태에서 섬유상으로 존재하는 소재로, 여러 장점에도 불구하고 불안정한 공급 및 높은 가격은 점차 합성섬유가 그 자리를 차지하게 되는 원인이 되었다. 그러나 최근에는 합성섬유 사용으로 인한 자원고갈, 지구온난화 및 미세플라스틱 문제로 다시 천연섬유의 이용이 증대될 것으로 기대한다. 하지만 단순히 천연섬유의 친환경적인 측면만 강조가 된다면 곧 그 한계가 도래할 것이다. 이번 강연에서는 천연섬유의 종류 및 각각의 특징의 간략히 소개하고, 천연섬유를 활용한 소재 분야 응용사례를 통해 천연섬유의 혁신적 이용방법에 대하여 논하고자 한다.

고분자중합 기술의 발전으로 인해 석유를 원료로 하여 대량생산이 가능한 폴리에스터와 나일론과 같은 합성섬유가 개발되면서 의류를 중심으로 천연섬유를 대체하게 되었다. 이후 합성섬유의 방사기술과 함께 다양한 사가공 기술들이 발전하면서 합성섬유의 단점들을 개선하고 성능을 향상시킴으로써 의류 뿐만 아니라 다양한 산업분야로의 활용도가 확대되었다.
초기에는 천연섬유의 자연스러운 외관, 부드러움, 촉감 등을 재현하기 위해 가연 및 에어젯 가공 기술이 개발되었으며, 이후에는 새로운 외관과 촉감, 신축성 및 기능성을 개발하기 위한 복합 가공 기술이 도입되다. 섬유 방사와 사가공 기술은 섬유 제품의 최종 품질을 결정하는 매우 중요한 요소기술로서, 전통 섬유 산업에서 고부가가치 제품 제조는 물론 전기·전자, 바이오·메디컬 분야 등에서 융합 기술로서의 중요성이 증대되고 있다. 이이 강좌에서는 합성섬유 원사의 제조 기술과 기본 공정 및 원리를 소개하고자 한다.

지속가능성장(ESG), 탄소 중립 관련 사회적 이슈, 또한 선진국을 중심으로 환경보호 및 자국 기업 보호를 위해 다양한 환경기준과 법적 제도들의 시행 예고 및 일부 시행되고 있습니다. 이에 경제성 문제로 외면 받든, 생분해성 섬유, 바이오유래 합성섬유 및 섬유의 리사이클에 대해 관심이 증가하고 있습니다. 관련 소재 및 제품에 대한 사례를 많이 접하거나 또는 연구하고 계실 텐데, 이런 소재 및 제품을 확인하는 시험과 인증에 대한 이해를 돕기 위한 강의를 준비하였습니다.

이 강연에서는 지속가능한 섬유 미래를 위해 핵심적인 역할을 하는 섬유 리사이클과 업사이클 전략을 소개합니다. 점점 늘어나는 환경 문제 속에서 섬유 산업의 책임이 강조되고 있으며, 이로 인해 효율적인 자원 활용과 지속가능한 섬유 개발의 중요성이 부각되고 있습니다. 본 강연에서는 섬유 폐기물의 효과적인 리사이클링과 업사이클링을 통한 자원 재활용 방법을 제시하고 최신 기술과 혁신 사례를 소개를 통해 어떻게 지속가능한 섬유 패러다임을 만들어갈 수 있는지 소개합니다.

섬유(fiber)의 원단(fabric)을 구성하는 원사(yarn)가 다양한 종류가 있듯이 원단을 형성하는 방법적인 기술도 매우 다양하다. 중간재로 활용되는 원단은 크게 제직(weaving)과 편성(knitting)이라는 제조 공정를거쳐서 만들어진다. 의류와 비의류즉 산업용 소재와 자재로 활용되는 섬유원단은 직기에 의하여 짜여지는 직물류와 편환형태 혹은 루프(loop or stitch)에의하여 편성되는 편성물로 구분된다. 최근에 그 수요가 증가하고 있는 부직포(non-woven)와 같은 섬유에서 직접 원단으로 형성되는 경우도 있지만 대체로 내구성, 패션성 및 감성 등을 갖출 수 있는 직물은 평직, 능직, 주자직과같은 3원조직, 그 외에도 다양한 응용조직들로 구성되어 있다. 편물은 니트라고도 불리우며 크게 경편(warp knit)과 위편(weft knit)으로 구분된다. 이는 원단을 이루는 원사의 방향으로 결정되는 것이고, 특히 니트는 직물과 상이한 역학적인 특성(물성)을 갖으며제조되는 기종에 따라서 신축성과 유연성 등에 상당한 차이를 나타낸다. 원단으로 제조된 직물이나 니트는 전처리, 염색, 가공 및 후가공등을 거쳐 최종 완제품이 이루어진다. 때로는 산업용 부품 같은 경우는 직물이나 편물의 생지(greige)를 그대로 사용하는 경우도 있다.

최근 많은 산업분야에서 디지털 전환에 대한 관심이 증가하고 있다. 섬유패션 산업분야에서도 노동집약적이며 인력의존도가 큰 산업구조를 개선하기 위해 디지털 전환을 도입하려는 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 본 강의에서는 섬유패션 산업의 기획, 설계, 생산, 유통 등의 전 단계에 걸친 디지털 전환을 위해 소프트웨어나 하드웨어적으로 어떤 연구가 이루어지고 있으며 어느 정도 성과가 있었는지를 살펴보고, 디지털 전환 확대의 걸림돌이 되는 문제점이 무엇인가를 파악함으로써 미래에 어떤 연구를 해야 할 지에 대해 생각해보고자 한다.

인공지능, IoT, 로봇, 3D 프린팅, 클라우드 컴퓨팅 등과 같은 첨단 기술과 기존 물리적 자산 간의 융합이 주요 특징인 Industry 4.0 패러다임은 인간과 기술의 협업에 기반하는 Industry 5.0 패러다임으로 변화하고 있음. Industry 5.0 시대가 도래하는 시점에서 인간-기술을 조화롭게 연결할 수 있는 방법을 모색하는 것은 필수적임. 따라서 본 강연을 통해 인간과 기술 간의 상호작용을 고찰하고, 인간중심적 디지털 전환을 메타버스 패션 플랫폼 관점에서 소개하고자 함.

신발산업은 1960년대 이후 우리나라의 급속한 산업화 및 경제성장을 이끈 주요 산업으로 현재에도 인류가 생존하는 한 필수적인 제품으로 지속적인 소비가 이루어지고 있다. 그러나 신발 또한 연 평균 1인 소비량이 2.8 켤레로 매년 상당한 규모의 폐기물을 만들어내고 있는 실정으로 지속가능한 사회를 위한 신발산업으로의 전환을 위하여 신발용 소재 및 부품, 완제품에 이르기까지의 제조공정 및 폐기 등 전후방 산업에 있어 친환경 기술개발이 활발하게 이루어 지고 있다. 이에 본 강연에서는 국내외 선진 브랜드를 중심으로 한 최신 신발산업의 친환경 기술동향을 살펴보고 국내 신발산업의 경쟁력 재고를 위한 방향을 제시하고자 한다.

신축성 있는 소재를 기반으로 한 전자 기기는 인간의 부드러운 신체나 조직과 전례 없는 방식으로 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 유연소자들은 유연성과 부드러움 덕분에 웨어러블/체내삽입용 헬스케어 기기에 적용될 수 있습니다. 이 중에서도 섬유형 전자 기기는 일상복이나 섬유에 직접 통합될 수 있어 미래의 웨어러블 기기로서 큰 가능성을 보여줍니다. 본 강연에서는 압력, 변형, 다기능 센서와 같은 다양한 섬유 기반의 유연 센서를 제작하여 스마트 섬유 및 웨어러블 응용 분야에 성공적으로 시연하고, 바이오메디컬 전자 기기의 실용적 문제를 극복하는 연구에 초점을 맞추고 있습니다.

우주환경/자원탐사, 위성통신의 개발을 포함한 다양한 군사적, 산업적 수요 증가에 따라 우주·항공 산업은 매년 폭발적으로 성장하고 있다. 글로벌 우주·항공용 신소재 시장은 2019년 기준으로 17조원 규모에서 2025년까지 24조원 규모로 성장해 연평균 8.6%의 급성장이 전망된다. 우주·항공용 신소재에서 가장 중요한 핵심 키워드는 ‘초경량화’로, 최근 관심이 집중되고 있는 초소형 비행체 및 위성체의 활용성을 높이기 위해 비행 및 발사체 동체의 무게를 줄이는 것이 가장 큰 과제로 부상하고 있다. 최근 초경량화와 고강도를 동시에 만족시킬 수 있는 유일한 소재로 탄소나노튜브 섬유가 급부상하고 있다. 이번 발표에서는 탄소나노튜브 섬유의 제조법들을 소개하고, 이를 이용한 미래 우주항공/에너지/전자부품으로 활용될 수 있는 연구들을 보여주고자 한다.