기판 늘리고 줄여도 `무선통신` 끄덕없어…`신축성 웨어러블 RF 기기` 개발

정예환 한양대 교수팀, 90m서 무선통신 구현 성공
웨어러블 기기, 인체이식형 기기 등 활용 무궁무진

정예환 한양대 교수 연구팀은 늘리거나 줄여도 무선통신 성능을 그대로 유지하는 신축성 웨어러블 무선통신 기술을 개발했다. 한양대 제공

정예환 한양대 교수 연구팀이 개발한 '신축성 웨어러블 RF 전자회로' 모습. 한양대 제공

국내 연구진이 세계 최초로 늘리거나 줄여도 90m 이상의 장거리에서 무선통신을 구현하는 기술을 내놨다. 앞으로 웨어러블 기기뿐 아니라 신축성 디스플레이, 생체이식형 기기, 옷감 형태의 전자섬유 등에 다방면에 적용할 수 있을 전망이다.

과학기술정보통신부는 정예환·유형석 한양대 융합전자공학부 교수 연구팀이 고무처럼 형태를 변형해도 무선통신 성능을 유지하는 '신축성 웨어러블 무선주파수(RF) 기술'을 개발했다고 23일 밝혔다.

이 연구결과는 국제 학술지 '네이처(23일자)'에 게재됐다.

전자피부 기반의 웨어러블 기기를 제대로 동작하려면 신축성을 갖는 무선주파수(RF) 소자와 회로가 필수적이다. 하지만 RF 회로는 고주파에서 동작하는 특성상 아주 조금만 늘어나거나 구부러지기만 해도 회로의 작동 주파수 대역이 바뀌어 통신이 끊기거나 전력 송수신 효율이 급격히 낮아지는 문제가 있다.

연구팀은 신축성의 고무 재질 기판에 세라믹 나노입자를 섞어 나노입자가 무리지어 조립되는 새로운 소재를 개발했다. 이 신소재는 RF 소자와 회로로부터 발생하는 고주파 전기 특성 변화를 효과적으로 방지하고, 무선주파수 범위에서 낮은 유전손실과 높은 열전도도를 구현한다. 특히 기존의 신축성 기판과 유사한 기계적 탄성율을 가져 늘리거나 줄여도 무선통신 성능을 유지한다.

연구팀은 이 기술을 적용해 30m 거리에서 배터리 없이 무선으로 생체신호를 송수신하는 전자피부를 제작했고, 90m 이상의 장거리에서도 무선통신이 가능함을 확인했다. 밴드 형태의 웨어러블 기기로도 제작해 각종 신호를 무선으로 정확히 측정했고, 사람의 뇌파를 무선으로 측정하는 데 성공했다.

정예환 한양대 교수는 "신축성 웨어러블 무선통신 기술은 무선 기능이 필요한 다양한 신축성 시스템에 적용할 수 있다"며 "기술이전과 상용화를 통해 6G 이동통신 기능을 탑재한 신축성 무선 웨어러블 기기로도 개발할 계획"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr