국내 연구진이 공기를 이용해 다양한 압력을 감지할 수 있는 '3차원 압력 센서'를 개발했다.
박장웅 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부의 교수팀은 공기를 이용하 손가락 터치 수준의 작은 압력에서 사람 몸무게 정도의 큰 압력까지 하나의 센서로 감지할 수 있는 '3차원 압력 센서'를 개발했다고 3일 밝혔다.
이 센서는 압력이 작용하는 부분에만 전기 신호를 나타내 전력 소모가 적고, 투명한 센서로 활용도가 높다. 기존 터치 패널은 대부분 접촉 시 발생하는 정전기를 이용하기 때문에 누르는 위치는 감지하지만, 압력 세기까지 측정하기는 어렵다.
박 교수팀은 전기 신호를 높여주는 트랜지스터 소자를 그래핀과 공기를 이용해 압력 센서에 적합한 구조로 바꿨다. 투명하고 전기 전도성도 높은 그래핀과 공기 유전체를 이용한 압력 센서다.
박장웅 교수는 “공기를 트랜지스터 유전층으로 이용하면 유전층이 그래핀를 깨끗하게 감싸는 효과를 가져오기 때문에 트랜지스터 성능이 크게 향상된다. 가해준 압력에 따라 공기층 두께가 달라지는 점을 이용하면 압력을 효과적으로 감지할 수 있다”고 설명했다.
박 교수팀의 센서는 압력이 발생한 좌표(x, y축)와 세기(z축)를 3차원으로 감지할 수 있다. 압력에 따라 두께가 변하는 공기층을 트랜지스터 압력 센서로 응용했기 때문이다.
박 교수팀이 개발한 기술은 능동구동형 압력 센서를 구현할 기술로도 주목받고 있다. 압력이 발생한 위치에만 전기를 흘려 신호를 주고받는 게 가능하다는 점에서 수동구동형에 비해 전력 소모는 적고 반응 속도는 빠르다.
박 교수는 “기존 압력 센서의 한계점을 극복했다. 디스플레이 같은 여러 전자소자와 이 압력 센서를 결합하면 다양한 분야에서 응용 제품을 개발할 수 있다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
