UNIST, 변색형 인공전자피부 개발

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UNIST(총장 정무영)는 고현협·백충기 에너지 및 화학공학부 교수팀이 스티븐 크레그 듀크대 교수팀과 공동으로 외부 자극을 색 변화로 나타내는 인공전자피부를 개발했다고 10일 밝혔다.

기존 인공전자피부 소재로 사용해 온 역학 변색형 고분자는 가공성이 좋고 별도의 전원 공급이 필요 없지만 색 변화를 띠려면 강한 외부 자극이 필요하다.

공동 연구팀은 필름형 복합 고분자 소재(PDMS)를 다공성 마이크로 구조로 설계하고, 여기에 나노입자를 도입해 외부 자극에 대한 민감도 문제를 해결했다. 복합소재에 미세한 구멍을 만들고, 그 안에 기계적 강도가 높은 실리카 나노입자를 코팅, 외부 압력이 가해질 때 나타나는 변색의 양을 높였다.

외부 자극(힘)이 없을 때 인공전자피부 색깔.
<외부 자극(힘)이 없을 때 인공전자피부 색깔.>
외부 자극(굽히는 힘)이 있을 때 변색이 일어난 인공전자피부.
<외부 자극(굽히는 힘)이 있을 때 변색이 일어난 인공전자피부.>

나노 입자에 의한 에너지 분산 효과로 인해 신축성이 기존 소재 대비 최대 400% 증가하는 효과도 얻었다.

이 고분자 복합 소재에 은나노와이어 기반 투명전극을 접목하면 마찰전기 센서로도 활용할 수 있다.

고현협 교수는 “복잡한 전기 신호 기반의 기존 인공전자피부와 달리 색깔 변화로 외부 자극의 세기를 검출할 수 있어 차세대 인공전자피부 상용화에 기여할 것”이라 말했다.

전자피부는 웨어러블 소자, 헬스케어 및 의료용 기기, 로보틱스 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 차세대 기술이다. 최근에는 사용자와 전자기기간 상호작용 기술이 발달하면서 전자피부로 감지한 정보를 직관적으로 전달할 수 있는 정보 시각화에 대한 관심도 높아지고 있다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com