ETRI-서울대 연구팀, 초고감도 투명 압력 센서 개발

[테크월드=배유미 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 서울대 연구팀과 함께 나노 복합소재를 이용해 기존보다 민감도가 최대 20배 높은 초고감도 투명 압력 센서를 개발했다. 이는 ▲생체인증 ▲웨어러블 기기 ▲의료용 보조기기 등의 분야에 유용할 전망이다.

기존 압력 센서는 전극으로 날실과 씨실을 엮듯 십(十)자 패턴을 만들고 맞닿는 부분의 압력에 따라 전도도가 달라지는 센서 물질을 넣어 만들었다. 하지만 이러한 구조는 감도가 떨어져 미세한 압력 변화를 감지하기 힘들고, 압력 신호 데이터를 추가 처리해야만 관련 정보를 볼 수 있다는 한계가 있었다.

ETRI는 이를 극복하기 위해 우선 나노 소재를 양자점(Quantum dot) 발광 소자의 적층 구조에 응용해 감도를 높이면서도 압력분포를 바로 볼 수 있는 기술을 개발했다. 

또한 연구진은 전도성 고분자 나노와이어와 나노 셀룰로스를 섞은 복합 소재로 1㎛ 두께의 초박형 투명 고감도 센서를 제작했으며, 센서 물질을 적용한 양자점 소자도 만들었다. 해당 센서는 바늘 침의 압력도 감지할 수 있을 정도로 정교하며, RGB 모두 표현 가능하고, 전극을 복잡하게 배열할 필요가 없다는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 투명하며, 경제성과 친환경성, 지속성도 잡았다.

이정익 ETRI 실감소자원천연구본부장은 “연구진이 개발한 초박형 압력 센서는 초고감도 특성을 지녀 생체인증, 웨어러블 기기, 로봇 팔, 터치형 디스플레이, 의족/의수, 전자제품 등 압력 센서가 활용된 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것”이라고 밝혔다.

한편, 본 연구는 과학기술정보통신부“스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심 기술 개발”및 “디스플레이 일체형 투명 플렉서블 복합 생체인식 디바이스 핵심기술 개발”과제로 지원됐으며, 논문의 제 1저자는 ETRI 플렉시블소자연구실 오지영박사, 서울대 이병문 박사연구원이다. 또한, 본 연구 성과는 지난달 31일, ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 온라인에 게재됐다.