국내 연구진, 웨어러블 기기용 변형 센서 개발

국내 연구진이 인체에 부착해 쓸 수 있을 만큼 유연한 변형 센서를 개발했다. 스마트워치 등 웨어러블(착용형) 기기에 활용될 전망이다. 서울대 기계항공공학부 고승환 교수팀은 나노와이어 기반 유연 변형 센서 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

센서를 굴곡이 많은 인체에 부착하려면 유연한 변형 센서가 필요하다. 연구진은 지름이 100나노미터(nm, 1nm은 10억분의 1m) 이하인 은나노와이어를 이용했다. 여러 개의 은나노와이어를 엮으면 마치 스타킹을 늘리는 것처럼 변형해도 전기가 끊기지 않고 통한다.

이 원리를 이용하면 은나노와이어 네트워크의 전기 전도도 변화를 측정해 거꾸로 변형을 알아낼 수도 있다. 하지만 은나노와이어 네트워크는 변형이 일어난 방향과 상관없이 전도도가 변하기 때문에 다차원의 변형 상태를 알아내지는 못한다.

연구진은 기판에 예비 변형을 가해 한쪽 방향으로 주름진 은나노와이어 네트워크를 제작했다. 이렇게 하면 주름진 방향에 대한 변형이 가해진 경우에는 전기전도도가 변하지 않는다. 연구진은 또 주름진 은나노와이어 네트워크를 서로 수직 방향으로 결합하면 다차원의 변형 상태를 동시에 측정할 수 있다는 사실도 알아냈다.

고승환 교수는 "이번에 개발한 유연 다차원 변형 센서는 인체에 바로 부착할 수 있고, 다차원 변형 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다"면서 "고기능성 스마트웨어를 포함한 착용형 전자기기와 의료기기 분야에서 파급력이 클 것으로 기대한다"고 말했다. 연구결과는 나노분야 권위지 나노 레터스(Nano Letters) 최근호에 게재됐다.