대구경북과학기술원, 초소형 촉각 센서 기술 개발

그래핀 전극 이용…신축에 따라 출력변화 없어
기존 소자는 형태변화에 따라 출력변화 정밀 감지에 한계

대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)는 이주혁 에너지공학과 교수 연구팀이 움직임이 많은 일상 활동에서 활용할 수 있는 신축성 마찰대전 발전소자를 개발했다고 12일 발표했다.

최근 웨어러블 디바이스와 바이오센서 등의 다양한 장치가 개발되면서 이에 대한 에너지원 또는 센서로 활용할 수 있는 마찰대전 발전소자가 주목을 받고 있다. 마찰대전 발전소자를 웨어러블 디바이스에서 사용하기 위해서는인체에 접촉되는 소재가 인체에 해가 없어야하고 움직임으로 형태가 변해도 안정적인 출력이 나와야한다. 이 교수는 "하지만 기존의 신축성 마찰대전 발전소자는 형태의 변화가 발전소자 출력에 영향을 줘 정밀한 감지에 제한이 있었다"고 말했다.

이 교수는 한양대(ERICA 캠퍼스) 생명나노공학과 이주헌 교수와 공동으로 그래핀 전극과 PVC-gel을 이용해 마찰대전 발전소자를 만들었다. 인체의 움직임에도 일정한 출력을 낼 수 있는 안정적인 센서라고 연구진은 밝혔다.

이 교수는 "인체의 움직임으로 발생할 수 있는 변형율보다 높은 최대 50%의 신축변형 상황에서도 터치와 압력에 의해 일정한 전기가 출력되도록 구현했다"고 밝혔다. 연구에 사용된 소재들은 생체 안정성 평가도 통과했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)과 DGIST가 센서반도체 연구과 개발을 위해 지난해 초 설립한 DGIST센소리움 연구소에 대한 지원사업을 통해 진행됐다. 에너지공학 분야의 저명 국제 학술지 중의 하나인 나노에너지(Nano Energy)에 게재됐다.

대구=오경묵 기자