[울산=뉴시스] 구미현 기자 = 국내 연구진이 피부에 부착해 체온은 물론 기침, 침 삼킴, 맥박 등 미세한 신체 변화를 실시간으로 감지할 수 있는 차세대 웨어러블 센서 소재를 개발했다.

기존 소재보다 온도와 압력 감지 성능이 각각 최대 3배, 4배 이상 향상돼 헬스케어와 전자피부, 인간-기계 인터페이스 분야의 활용 가능성을 크게 넓혔다는 평가다.

울산과학기술원(UNIST)은 반도체소재부품대학원 김수현·권순용 교수팀이 온도와 압력 변화를 모두 감지할 수 있는 티타늄 탄질화물 기반의 초고민감도 맥신(MXene) 소재를 개발했다고 11일 밝혔다.

맥신은 금속과 탄소 또는 질소로 이뤄진 원자층이 켜켜이 쌓여 있는 형태의 나노 물질이다. 두께가 매우 얇고 유연하면서도 전기가 잘 통해, 입는 컴퓨터나 웨어러블 헬스케어 기기에 들어가는 센서용 소재로 크게 주목받는 소재다.

연구팀이 이번에 개발한 맥신(Ti₃CNTz)은 질소가 없는 기존(Ti3C2Tx) 소재보다 온도 변화와 압력 자극에 대한 민감도가 각각 3배와 4배 이상 개선됐다.


실험에서 이 소재를 이용해 만든 센서는 미세 압력 변화를 감지해 말하기, 침 삼키기, 기침하기 등 성대의 미세한 떨림을 완벽하게 구분해 냈다. 또한 눈가에서는 눈 깜박임을, 손목에서는 맥박 파형을 실시간으로 포착했으며, 신발 뒤꿈치에 부착해 보행 패턴을 분석할 수 있었다.

김수현 교수는 "온도와 압력을 동시에 극도로 섬세하게 감지하면서도 신호 간 간섭을 효과적으로 제어할 수 있다는 점에서 차세대 인간-기계 인터페이스 및 지능형 로봇 전자 피부 기술의 전환점"이라며, "헬스케어뿐만 아니라 에너지 저장, 촉매, 전자기파 차폐 등 다양한 첨단 나노소재 분야로의 응용이 가능하다"고 강조했다.

연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)과 과학기술정보통신부의 이노코어(InnoCORE)사업의 지원으로 이뤄졌다.


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