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웨어러블 압력감응 발광센서, 전기화학발광 기반 개발 성공

외부 압력 및 인체 움직임을 감지하는 착용가능한 발광센서 선보여

웨어러블 압력감응 발광센서, 전기화학발광 기반 개발 성공
전기화학발광 기반 압력감응 발광센서의 제작 공정 모식도


[산업일보]
기존의 압력감응 센서는 외부의 물리적 자극을 전기 신호로 변환하고 이를 추가적인 장치를 통해 시각화하므로 구조가 복잡하고 즉각적으로 자극을 인식하기가 어려웠다.

이에 순간적인 발광을 통해 외부자극을 즉시 시각화할 수 있는 다양한 압력감응 발광센서 및 대화형(interactive) 디스플레이가 활발히 연구되고 있지만 발광특성 확보를 위한 복잡한 구조와 고가의 재료사용 등으로 인해 센서에 활용하는데 어려움이 있다.

또한 현재까지의 압력감응 발광센서는 높은 구동 전압이 필요 하기에 인체에 직접 부착하기에는 위험하다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 명재민 교수(연세대학교 신소재공학과)연구팀이 전기화학발광(electrochemiluminescence) 물질을 기반으로 간단한 구조로 저전압에서 구동되는 착용가능한 압력감응 발광센서를 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 기존의 압력감응 발광센서의 문제점을 해결하고자 전기화학발광 물질을 겔(gel)형으로 제작, 발광층으로 사용하였다.

산화환원 반응을 기반으로 하는 전기화학발광 물질을 활용하면 저전압에서 안정적인 발광이 가능하고, 특히 기존 유기발광 소자(OLED)와 다르게 전극만으로 발광할 수 있는 간단한 구조로 만들 수 있다.

개발된 압력감응 발광센서는 외부 자극의 모양, 크기 및 위치를 즉각적으로 표시할 수 있고, 인체에 붙여 동작 감지 센서로 작동시킬 수 있었다.

매우 간단한 구조로 저전압에서 구동되는 착용가능한 압력감응 발광센서를 개발한 이번 연구성과는 인체나 로봇의 관절에 부착할 수 있는 센서 및 대화형 디스플레이 분야의 새로운 활용 가능성을 제시할 것으로 기대된다.

연구진은 “착용가능한 전자소자 시대를 앞두고 다양한 변형가능한 센서들이 활발 하게 연구되고 있다”며, “그중 전기화학발광 기반의 압력감응 발광센서는 기존의 압력감응 센서가 갖는 다양한 한계를 극복했고 민감도 조절이 가능하므로 대화형 디스플레이, 전자 피부, 그리고 로봇 공학 등의 분야에서도 광범위하게 응용 가능할 것”이라고 내다봤다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

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