[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 아주 미세한 압력변화도 쉽게 알아낼 수 있는 압력 디스플레이 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 서울대와 함께 나노 복합소재를 이용해 기존보다 민감도가 최대 20배 높은 초고감도 투명 압력센서를 개발했다고 13일 밝혔다.
 
압력의 강도와 위치뿐 아니라 압력을 가한 물체의 3차원 표면정보도 알 수 있어 생체인증, 웨어러블 기기, 의료용 보조기기 등 다양한 분야서 적용될 수 있는 이 기술은 지난달 31일 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인판에 게재됐다.(논문명:실시간, 고해상도 압력분포 이미징을 위한 초박막 투명 발광스킨)

기존 압력센서는 전극으로 날실과 씨실을 엮듯 십(十)자 패턴을 만들고 맞닿는 부분의 압력에 따라 전도도가 달라지는 센서 물질을 넣어 만들었다.

하지만 이 구조는 감도가 떨어져 미세한 압력변화를 감지하기 힘들고 압력신호 데이터를 추가 처리해야만 관련정보를 볼 수 있다는 한계가 있다.

ETRI는 이번 공동연구에서 새로운 센서물질로 나노소재를 이용하고 이를 양자점(Quantum dot) 발광소자의 적층구조에 응용, 감도를 높이면서도 압력에 의해 접촉된 부분만 발광시켜 압력분포를 바로 확인할 수 있는 기술을 개발했다.

센서물질은 전도성 고분자 나노 와이어와 나노 셀룰로스를 섞은 복합소재로 나노 와이어끼리 접촉이 많아지면 전도도가 높아진다는 특성을 이용했다.

개발된 센서는 투명하고 두께 2㎛, 크기는 100㎜x100㎜로 매우 작다. 압력이 가해지면 압력분포 부분이 실시간으로 빨갛게 표시된다.

 빛의 3원색인 빨·녹·파(RGB) 표현도 모두 가능하고 센서의 민감도는 사람 맥박 표시가 가능할 정도로 뛰어나다. 압력의 범위도 손바닥 전체를 표시할 정도로 넓으며 바늘 침의 압력도 감지 가능한 수준으로 정교하다.

또 나노 복합소재 색이 투명하기 때문에 소자도 투명하게 만들 수 있어 다양한 기판에 올려 활용하기도 쉽다.
 
ETRI 연구진은 "이 소재는 저렴하고 신체에 무해하며, 습기 등 생활 오염이 발생하는 환경에서 장기간 사용해도 성능이 안정적으로 지속된다"면서 "초고감도 성능을 활용하면 물체의 하중 및 물체의 표면이 어떤 모습인지도 구별 가능하다"고 설명했다.
 
향후 연구진은 센서를 얇은 박막으로 만들어 피부에 직접 붙이게 되면 맥박이 뛰는대로 빛이 발생해 신체정보 데이터를 병원내 전송도 가능해 질 것으로 보고 있다.
 
ETRI 이정익 실감소자원천연구본부장은 "개발된 초박형 압력센서는 초고감도 특성을 지녀 생체인증, 웨어러블 기기, 로봇 팔, 터치형 디스플레이, 의족·의수 등 압력 센서가 활용된 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것"이라며 "추가 연구를 진행하면서 센서개발 업체 등에 기술을 이전해 나갈 계획이다"고 말했다.


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