다양한 움직임 감지하는 정전기 촉각센서 기술 나왔다

포스텍

국내 연구팀이 단 하나의 전극으로 구동되는 정전기 촉각센서를 개발했다. 포스텍 제공

국내 연구팀이 전극 하나로 구동되는 정전기 촉각센서를 개발했다. 촉각센서를 실제 장갑처럼 사용하는데 필요한 기반기술이 될 것으로 기대된다. 

포스텍 화학공학과 김진곤 교수와 신소재공학과 정운룡 교수 연구팀은 단 하나의 전극으로 다양한 신체 움직임을 감지할 수 있는 정전기 촉각센서를 개발했다고 23일 밝혔다. 

정전기 소자는 신체의 움직임으로 전기적 신호를 만들어내는 소자로 전력 공급원으로 개발되고 있다. 정전기 소자를 이용한 촉각센서는 적은 전력으로도 신체의 여러 움직임을 감지할 수 있다. 

하지만 기존 촉각센서는 대면적 제작에 한계가 있었다. 크기가 커질수록 필요한 전극의 숫자가 많아지기 때문이다. 장갑과 같은 크기의 촉각센서를 만들기 위해서는 수만개의 전극이 필요하다. 숫자가 많아지면 변형성도 떨어진다. 실제 장갑처럼 촉각센서를 사용할 수 없는 것이다. 

연구팀은 '열가소성 고분자'를 활용해 하나의 전극이 수만개의 전극 역할을 할 수 있도록 했다. 열가소성 고분자는 열이 가해지면 상태가 바뀌는 고분자다. 열이 가해지면 정전기 신호가 증가하고 반대로 온도가 낮아지면 정전기 신호가 감소한다. 

연구팀은 하나의 전극 위에 열가소성 고분자를 덮었다. 그런 다음 열을 받는 영역과 그렇지 않는 영역을 나눠 자외선을 조사했다. 연구팀은 "이를 통해 전하가 넘어가지 못하는 보호벽을 만들었다"며 "정전기 신호가 각기 다른 패턴을 만들었다"고 설명했다. 

김진곤 교수는 “촉각 센서를 장갑처럼 사용하려면 변형성이 높아야 했지만 전극의 숫자가 많아 변형성이 낮았다”며 “개발한 기술은 향후 인공 피부와 같은 다양한 영역에 응용할 수 있다”고 밝혔다. 

이번 연구결과는 국제학술지 ‘나노에너지’에 지난달 28일 온라인으로 발표됐다.  

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]