레고처럼 원하는 모양으로 조립해서 쓸 수 있는 투명 변위 센서가 나왔다. 맞춤형 웨어러블 기기나 생체 이식용 기기에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 변위 센서는 대상물의 변위량을 검출해 높이나 두께를 측정하는 센서를 말한다.
한국연구재단은 송지현 단국대 기계공학과 교수와 안중호 차의과대학 박사 공동연구팀이 인쇄전자기술을 이용해 초박형 변위 센서를 대량으로 생산한 뒤 다양한 크기와 형태, 성능으로 활용할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 인쇄전자기술은 기능성 전자 잉크 소재를 이용해 다양한 전자소자를 제작하는 기술을 말한다.
신축성 센서는 웨어러블 기기를 비롯해 로봇, 의료분야 등에 활용도가 높다. 인쇄전자기술을 이용하면 대량생산도 가능하다. 하지만 대부분의 신축성 인쇄 센서는 기판과 일체형으로 제작돼 디자인을 바꾸는 게 불가능하다. 이렇게 만들어진 센서는 대량생산은 가능하지만 사용자 맞춤형으로 만드는 게 어렵다.
연구팀은 센서를 대량생산 한 뒤에 기판에서 분리해 레고처럼 단위 센서를 연결하고 조립하는 기술을 새로 선보였다. 이렇게 되면 크기나 형상, 사용처를 마음대로 바꿀 수 있는 센서를 만드는 게 가능하다.
센서의 형상은 구불구불한 구조를 기본으로 양끝단에 접속회로를 만들어 넣었다. 이 접속회로를 통해 다른 센서들을 연결하거나 와이어를 연결해 변위에 따른 전압 데이터를 수집하는 방식이다. 단위 센서는 원래 길이의 최대 2배까지 늘어나고 100㎷까지 전압을 출력할 수 있다. 연구팀은 이 센서를 조립해 꽃이나 새, 뱀 같은 다양한 형태로도 만들었다.
송지현 교수는 "맞춤형, 고성능 신축성 센서를 적은 비용으로 제작할 수 있는 길을 열었다"며 "차세대 웨어러블 기기나 생체 의학 장치, 로봇공학 등의 센서 기술에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 메터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 지난 10월 8일 게재됐다.
참고자료
Advanced Functional Materials, doi : https://doi.org/10.1002/adfm.202306160