고탄성 신소재 ‘맥신’ 활용, 근육 수축·이완 모니터링
국내 연구진이 압력과 인장(늘어남)을 구분함으로써 재활치료 환자 모니터링 등에 쓰일 수 있는 무선통신 센서를 개발했다.
스티브 박·김상욱 카이스트(KAIST) 신소재공학과 교수 연구팀은 2차원 신소재 ‘맥신(MXene)’을 활용한 전기공진기를 개발했다고 22일 밝혔다.
전기공진기는 외부의 여러 신호를 전자기파 형태로 저장하고 무선통신할 수 있는 장치다. 연구팀은 높은 탄성을 갖춰 반복적인 기계적 자극에 견딜 수 있는 맥신을 활용해 센서를 만들었다. 외부에서 압축하는 힘인 압력이나 늘이는 힘인 인장이 가해질 때 변하는 탄성의 정도를 전자기파로 기록한다.
연구팀은 실제 압력과 인장 자극을 딥러닝 기법으로 학습시켜 기기가 이들을 9% 내 오차 범위에서 비교적 정확히 구분하도록 했다. 가볍고 유연해 재활치료 환자용 웨어러블 헬스케어기기로 활용할 경우 재활 중 근육의 수축과 이완 등 움직임을 모니터링해 부상을 사전에 방지할 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다.
박 교수는 "최근 주목받고 있는 무선통신 소자의 신호처리에 대해 새로운 방향을 제시하고 신물질인 맥신의 다양한 적용 가능성을 보여준 의미있는 연구성과"라고 말했다.
연구성과는 국제 학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’에 지난달 19일 게재됐다.