광운대 김남영교수 (전자공학과) 연구팀, 자가 전원 스마트홈 시스템을 위한 생체 압전 저항과 마찰을 결합한 하이브리드 전자 소자 개발 성공

광운대학교 전자공학과 김남영 교수가 이끄는 연구팀은 광운대학교 전자공학과 은비비 박사과정 학생과 김남영교수 연구실 출신의 지난 대학교(중국) 이양 교수와 공동연구를 통해 자가 전원 스마트홈 시스템 (self-powered smart home system)을 위한 생체 압전 저항과 마찰을 결합한 하이브리드 전자 소자 개발을 성공하였다.

인간의 건강과 삶의 질에 대한 수요가 증가함에 따라 웨어러블 전자 장치는 사물 인터넷(IoT)의 건강 모니터링 및 스마트 홈 프레임워크에 널리 적용되고 있다. 그러나 대부분의 웨어러블 전자 제품은 기질과 매트릭스 소재로 합성 고분자를 채택하고 있어 장시간 착용 시 붉어지는 등의 피부 트러블을 유발할 수 있다. 따라서, 인체의 피부에 장기간 부착하기 보다 적합한 생체 적합성을 갖는 웨어러블 전자소자의 개발이 시급한 실정이다. 뿐만 아니라 대부분의 웨어러블 전자제품이 직면하고 있는 비분해성 문제는 이른바 '마이크로나노 플라스틱 위기'를 일으키기 쉽고, 개인정보 유출 사고 가능성이 높아 생활환경에 큰 악영향을 미치고 있다. 따라서 우수한 센싱 성능 구현에 대한 연구가 절대적으로 필요하며, 개인의 건강, 환경 보호 및 정보 보안에 매우 중요한 생체 적합성과 분해성이 우수한 웨어러블 전자 소자가 매우 필요하다.

광운대학교 김남영 교수와 리양 교수가 이끄는 공동연구단은 최근 압전 저항층과 마찰 전기층으로 구성된 생체적합성 분해 하이브리드 소자를 개발했다. 넓은 범위에 걸친 압력 감지와 놀라운 자체 동력 기능. 하부 안정 저항층을 전용으로 도입함으로써 압저항층은 281,591.8kPa-1의 고감도와 0-60kPa의 넓은 응답 범위를 갖고, 아주 작은 부분부터 다양한 범위의 인간 활동 모니터링을 용이하게 한다. 또한 마찰전기층에 의해 구현된 하이브리드 소자의 우수한 자체 전원 공급 기능을 활용하여 실시간으로 노인 낙상 경보, 스마트 가전 제품 제어 및 스마트 현관 경비 관리를 위한 자체 전원 스마트 홈 시스템을 구축한다. 인간 활동 모니터링을 위한 편안하고 친환경적인 웨어러블 전자 제품과 자체 전원 스마트 홈 시스템을 개발하여, 인간을 보다 안전하고 편리한 생활 방식으로 만드는 데 기여한다.

온라인 중앙일보