한국전자통신연구원(ETRI·원장 김명준)은 서울대 홍용택 교수팀과 함께 초고감도 투명 압력 센서 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.
아주 미세한 압력도 기존보다 20배 높은 민감도로 정밀 감지하는 기술이다. 연구진은 압력을 받은 곳이 빛을 발해 쉽게 알아볼 수도 있게 했다. 압력 감지·발광 전자피부는 물론, 생체인증, 웨어러블 기기, 의료용 보조기기 등 다양한 분야에 활용 가능하다.
기존 압력 센서는 전극을 수직으로 교차하는 패턴으로 구현한다. 전극이 맞닿은 곳에 센서 물질을 넣고, 여기에 압력이 가해지면 전기 전도도가 달라지는 성질을 이용한다. 다만 감도가 떨어져 미세한 변화 감지가 힘들고, 관련 결과를 확인하려면 신호를 추가 처리해야하는 문제가 있었다.
연구팀은 나노와이어와 나노셀룰로스를 섞은 복합소재를 활용해 감도 문제를 해결했다. 나노 와이어끼리 접촉이 많아지면 전도도가 높아지는 특성을 이용했다. 접촉을 늘리기 위해 1마이크로미터(㎛) 두께 초박형투명 고감도 센서를 복합소재화 했다.
또 양자점(퀀텀닷)을 활용해 가해지는 압력 정도를 눈으로 쉽게 볼 수 있게 했다. 전기를 가하면 빛을 발하는 퀀텀닷 구성층 위에 나노물질을 올려 빛을 내게 했다.
개발 센서는 두께가 2㎛, 크기는 가로·세로 100㎜다. 투명 소자 구현도 가능하고, 유연성도 갖췄다. 대면적 기판이나 웨어러블 기기 제작에도 유리하다.
연구팀은 이 센서로 나뭇잎 잎맥 형상, 손가락 지문 모양이나 깊이와 같이 아주 세밀한 압력 패턴도 실시간으로 파악할 수 있다고 설명했다. 향후 보안, 전자, 의료 등 압력 센서 업체에 기술을 이전할 계획이다.
이정익 실감소자원천연구본부장은 “이번에 개발한 초박형 압력센서는 초고감도 특성을 지녔다”며 “생체인증, 웨어러블 기기, 로봇 팔, 터치형 디스플레이, 의족·의수 등 다양한 분야에 폭넓게 쓸 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
