터치 없이 눌리는 버튼…바이러스 확산 막는다

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ETRI, 기존比 감도 660배 높은 습도센서 개발
1㎝ 거리에서 0.5초 내 감지…세계 최고 수준
출입문·엘리베이터 등 생활방역에 적용 기대

국내 연구진이 기존보다 감도가 660배나 뛰어난 습도 센서를 개발했다. 손가락 터치 없이 약 1㎝ 거리에서 습도 감지가 가능하다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김명준)은 이황화몰리브덴(MoS2)을 활용해 피부 수분이나 호흡량을 고감도 감지하는 습도 센서 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 성과는 미국화학회(ACS) 나노 분야 국제 학술지 AMI에 지난 3월 온라인 등재됐다.

접촉하지 않아도 엘리베이터 버튼을 누를 수 있는 제품 개발 예시
<접촉하지 않아도 엘리베이터 버튼을 누를 수 있는 제품 개발 예시>

습도 센서는 습도에 따라 저항이 변해 전기 신호 출력이 달라지는 감지 센서다. 각종 터치형 제품이나 전자기기 방수 기능에 활용된다. 최근에는 스마트 사물인터넷(IoT), 농작물 관리 스마트팜 등에도 적용되는 추세다. 원전계통 내방사선 센서로도 활용 가능하고 최근에는 코로나19 확산으로 인한 생활방역 기술로 각광받고 있다.

ETRI 개발 센서 감도는 세계 최고 수준인 6만6000% 이상이다. 기존보다 660배 이상 뛰어나다. 감지 시간도 0.5초로 5~6초 걸리는 상용 센서보다 최대 12배 빠르다.

MoS2 다공성 벌집 구조체를 갖는 비접촉 습도 센서 샘플(왼쪽), 모식도(오른쪽)
<MoS2 다공성 벌집 구조체를 갖는 비접촉 습도 센서 샘플(왼쪽), 모식도(오른쪽)>

연구진은 양극산화알루미늄(AAO) 기판에 MoS2를 코팅, 벌집 구조로 센서를 만들었다. 이 구조는 비표면적이 매우 넓어 감도를 높이는 역할을 한다.

개발 센서는 패치형 센서를 만들어 운동 전후 땀의 양 변화나 운동 강도에 따른 호흡량 측정도 가능하다. 피부 습도 관련 디지털 헬스케어, 뷰티·미용 보습 제품, 공기청정기 등에도 활용 가능하다. 특히 최근 코로나19에 대응해 출입문, 엘리베이터 버튼 등 터치식 제품 대안 기술로도 관심이 높아질 전망이다. 소자 크기는 가로·세로 5㎜다. 딱딱한 실리콘이나 유연 소자 모두 활용 가능하다.

ETRI 연구진이 고감도 비접촉 센서 개발을 위한 센서 소재 성능을 시험하는 모습. 사진 왼쪽부터 최춘기 책임연구원, 슈브라몬달 UST 학생연구원.
<ETRI 연구진이 고감도 비접촉 센서 개발을 위한 센서 소재 성능을 시험하는 모습. 사진 왼쪽부터 최춘기 책임연구원, 슈브라몬달 UST 학생연구원.>

최춘기 신소자연구실 박사는 “이 기술은 특허 출원 중이고 즉시 기술 이전이 가능하다”며 “2년 내 상용화가 가능할 것으로 보고 있다. 국민 생활에 편의를 더하는 동시에 공중 보건위생을 개선하는 데 도움이 되길 바란다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com