연세대학교 전기전자공학과 김현재·이태윤 교수 연구팀이 신축성과 전도성을 띠는 섬유를 기반으로, 늘어나면 저항이 줄어드는(음의 저항 변화) 성질을 갖는 인장 센서 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

이 신기술은 대기 상태에서는 거의 전력을 소비하지 않다가 사용자가 움직일 때만 전력을 소비하는 저전력 웨어러블 헬스케어 시스템 적용이 가능할 것이라고 연구팀은 덧붙였다.

김현재·이태윤 교수 연구팀은 은(Ag) 나노입자를 섬유에 합성시켜 만든 신축성과 전도 성질의 섬유에 패터닝된 SU-8 기반 절연막을 적층시켰으며, 이를 다른 하나의 전도성 섬유와 꼬는 독특한 구조(twisting structure)를 제안했고, 이를 통해 ‘음의 반응형 스위치 형태의 섬유형 인장 센서(Negatively responsive switch-type strain-sensor, NRS 인장 센서)’를 개발했다고 학교 측은 설명했다.

연구팀에 따르면 개발한 NRS 인장 센서는 평상시에는 부도체의 성질을 가지고 있다가 인장이 발생하면 자외선(UV) 조사를 통해 미리 설정된 절연막 층의 균열 밀도와 크기에 따라 도체의 성질을 나타내어, 저항이 크게 낮아지는 음의 게이지 팩터(최대 저항 변화율 ~ 3.9×10^8)를 갖게 된다.

이러한 변화는 인장이 게이트의 역할을 하는 스위치 장치처럼 작동하는 메커니즘으로, 이들은 5,000회 이상의 반복 인장 후에도 안정성을 보였다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이러한 스위치 특성을 효과적으로 활용해 NRS 인장 센서를 ▲E-피트니스 팬츠 ▲스마트 마스크 ▲자세 교정용 티셔츠 등 3가지의 웨어러블 헬스케어 모니터링 시스템에 실제로 적용했으며, 각 시스템의 전체 소비전력을 최대 약 80%까지 줄이며 실용성까지 입증했다고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 나노미래소재원천기술개발사업과 대학중점연구소지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구의 우수성을 인정받아 재료과학 분야 저널인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials, IF=29.4, JCR 상위 2%)’ 온라인판에 7월 20일 공개됐다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
Copyrights ⓒ BetaNews.net

• • 목록
  • 위로