물리적 변형을 색으로 읽는 메카노크로믹 스마트 센서 개발

충남대 이재범 교수팀, 국제 학술지 논문 게재

연구 모식도 [충남대 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 충남대는 화학과 이재범 교수연구팀이 인장, 굽힘, 눌림 등 다양한 물리·기계적 변형을 색 변화로 감지할 수 있는 메카노크로믹 센서를 개발했다고 13일 밝혔다.

카멜레온이나 문어가 피부색을 자유롭게 변화시키는 원리를 모사한 가변형 스마트 소재로, 전력 없이 무선으로 작동이 가능한 물리 자극 응답형 스트레인 센서라고 연구팀은 설명했다.

이 교수팀은 선명하면서도 보는 각도에 따라 색이 변하지 않는 비정질 구조색 패턴을 구현하기 위해 자기장 기반 자가조립 기법을 사용해 자성 금속 입자를 쌓고, 이를 플렉서블 기판으로 전사하는 방식으로 디바이스를 제작했다.

그 결과, 외부 변형에 따라 광결정 구조가 변형되면서 빛의 산란 및 흡수 특성이 달라져 청색에서 적색 등으로 뚜렷한 색상 변화를 나타냈다.

이 방법은 기존 구조색 광결정 프린팅 기법보다 간단한 제조 공정에 비용이 저렴하고, 다양한 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다.

이재범 교수는 "신체 관절의 움직임을 측정하는 웨어러블 센서나 건설 구조물 건전도를 모니터링하는 자가 리포팅 페인트 센서, 산술논리연산장치, 정보보안 소재 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

원유광·김정효 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal'에 지난 6일 게재됐다.

jchu2000@yna.co.kr

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