마찰과 찢어짐에도 10초 내 원래대로 복구되는 전자피부가 개발되면서 장기간 일상적으로 착용할 수 있는 전자피부 상용화 기대가 높아진다.
한국연구재단(이사장 홍원화)은 김혁 서울시립대 교수 연구팀이 외부 자극 없이 10초 내 80% 이상 기능을 복구할 수 있는 초고속 자가 치유 전자피부를 개발했다고 19일 밝혔다.
전자피부는 반복적인 사용 중 발생하는 마찰, 찢어짐, 스크래치 등 기계적 손상에 취약해 장기간 착용이 어렵고, 손상 시 성능 저하가 불가피하다. 손상을 80% 복구하는 전자피부 개발이 진행됐으나 복구까지 1분이 걸려 측정이 단절되고, 복구 시 열과 빛 같은 외부 자극이 필요해 실용화가 어려웠다.
연구팀은 전자피부의 자가 치유 성능을 높이기 위해 다양한 화합물을 합성해 최적 조건을 구현했다.
유연한 열가소성 폴리우레탄에 이황화물 화합물을 도입해 열, 빛 등 외부 자극 없이도 재결합할 수 있는 이황화 결합을 형성하도록 설계했다. 높은 복원력을 위해 분자 이동성이 높은 화합물을 첨가해 자가 치유 능력을 극대화했다.
개발된 자가 치유 전자피부는 상온에서 10초 이내에 80% 이상 기능을 회복하는 성능을 보였다.
고온·고습·저온·수중 등 극한 환경에서도 근전도 및 심전도를 안정적으로 측정할 수 있으며, 손상 후 자가 치유를 거쳐도 신호가 안정적으로 유지됨을 확인했다.
연구팀은 또 전자피부 센서를 딥러닝 기반 빅데이터 해석 모델과 결합해 실시간 근육 피로를 모니터링하는 실험에도 성공했다.
김혁 교수는 “이번 연구를 통해 자가 치유형 전자 피부 주요 난제를 해결함으로써 차세대 웨어러블 의료 기술 발전과 상용화를 촉진하는 데 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난달 12일 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
