이정우 부산대 재료공학부 교수팀은 손목 맥박처럼 '아주 약한 압력'도 잘 감지하는, 얇고 휘어지는(유연) 압력센서를 개발했다고 11일 밝혔다. 피부에 붙여 쓸 수 있고, 제작이 간단하며 비용도 경제적이어서 웨어러블 헬스케어 분야에서 다각도로 활용이 기대된다.
이정우 교수팀은 비대칭 마이크로돔(AMS) 구조와 대면적 그래핀 소재(LrGO)를 결합해 이 같은 유연 센서 구현에 성공했다. 서로 다른 크기의 마이크로돔을 접촉시키는 방식으로 고감도 압력 센싱을 가능하게 했다.
유연 압력센서는 높은 감도와 동시에 착용 가능한 형태로 손목 맥박, 음성 진동, 근육 움직임 같은 미세 압력 신호를 안정적으로 측정한다. 하지만 높은 감도를 확보하기 위해 복잡한 제작 공정을 거쳐야 하고, 고가 소재에 의존할 수밖에 없는 한계가 있었다.
이 교수팀이 개발한 유연 압력센서는 저비용으로 제작 가능하고, 미세 생체 신호를 정밀 감지할 수 있는 고감도 센서다.
실제 생체 신호 측정 실험에서 손목 맥박의 P₁, P₂, P₃ 특성 피크를 비롯해 음성, 삼킴 동작, 얼굴 근육과 관절 움직임을 감지했다. 무선 모니터링도 가능해 미세 생체 신호 감지가 요구되는 웨어러블 헬스케어 분야에서의 활용 가능성을 입증했다.
금속 증착 대신 용액 공정 기반 산화그래핀을 감지 소재로 사용하고, 마이크로돔 구조 기판도 기존 실리콘 웨이퍼 대신 구리 포일 몰드를 활용해 제작 공정 전반의 저비용화도 구현했다.
이번 성과는 '저널 오브 머터리얼스 케미스트리 에이' 3월 3일자에 표지 논문으로 실렸다.
이정우 교수는 “이론과 실험의 조합 연구로 새로운 유연 고감도 센서를 구현했다. 용액 공정 기반 대면적 그래핀을 사용해 전도층을 저렴하게 코팅할 수 있고, 몰드 제작 시 복잡한 공정을 줄일 수 있어 폭넓은 활용이 기대된다”고 말했다.
부산=임동식 기자 dslim@etnews.com
