누르고 당기는 미세한 외부자극에 따라 빛 세기 변하는 전자피부

국내 연구진이 해양 플랑크톤을 모방해 미세한 외부 자극까지 인식할 수 있는 전자피부 기술을 개발했다.

서강대 화공생명공학과, 한양대 화학공학과 공동연구팀이 누르거나 잡아당기는 외부 자극의 세기에 따라 빛의 밝기가 미세하게 변하는 ‘스마트 발광형 전자피부’를 개발했다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 6월 2일자에 실렸다.

전자피부는 온도, 습도, 압력 등 외부 자극을 감지하는 능력을 가져 사람의 피부와 유사한 기능을 나타낼 수 있는 탄력있고 부드러운 전자장치이다. 기존에 외부자극을 감지해 빛을 내는 방식의 전자피부들은 압력 감지장치, 빛을 내는 발광장치가 개별적으로 필요하고 이들을 연결하는 회로가 필요해 제작 비용 높고 어려웠다. 더군다나 외부자극에 반응해 실시간으로 시각적으로 확인할 수 있는 스마트 촉각인터페이스 기술을 위해서는 디스플레이 장치까지 필요하다. 낮은 전력으로 구동이 가능한 시스템으로는 외부 자극의 유무 정도만 구분할 뿐 외부 자극의 정도와 이를 시각적으로 나타내기 어렵다는 단점도 있다.이에 연구팀은 바닷물의 흐름이라는 자극에 따라 발광세기를 다르게 하는 해양 플랑크톤에 착안해 신축성 있는 고분자 소재에 전기화학적 발광소재를 적용한 전자피부를 만들었다. 이번 기술은 외부 자극이 가해지는 부분만, 자극의 세기에 따라 소재에 포함된 이온 분포가 변화되면서 빛의 세기가 달라지도록 했다. 또 얇은 필름 형태의 발광소재를 이용했기 때문에 감압장치, 발광장치, 복잡한 회로도 필요 없게 됐다.

이번에 개발된 전자피부는 사람 손으로 만들어 내는 0~60㎪(킬로파스칼)의 다양한 범위 압력을 다른 세기의 빛으로 표시할 수 있도록 했다.

김도환 한양대 교수는 “이번 연구는 이전의 전자피부에서는 연구되지 않은 힘의 변화에 따른 발광층 내 이온 분포를 제어한 새로운 구동 방식을 제시한 데 큰 의미가 있다”라며 “유연한 터치스크린, 버튼 없는 디스플레이 등 사용자 친화적 실감형 기술로의 사용자와 사물간 시각적 촉각인터페이스 분야에 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr