사람 촉각세포 모방한 전자피부 소재 개발

기존 소재 보다 30배 이상 성능

초고감도 이온트로닉 전자피부의 활용 가능성

[아시아경제 김철현 기자] 국내 연구진이 사람 피부에 있는 촉각세포를 모방한 새로운 개념의 전자 피부 소재 기술을 개발했다. 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 김도환 한양대학교 화학공학과 교수 연구팀이 이 같은 성과를 올렸다고 5일 밝혔다. 이번 연구 성과는 저명한 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 이날 온라인 게재됐다.

인공 장기, 로봇 피부 등 다양한 분야에 활용 가능한 전자 피부 개발을 위해서는 미세한 자극을 민감하게 구분하는 것은 물론 넓은 자극범위에 대해서도 인지할 수 있는 소재 기술개발이 필수적이다. 하지만 기존의 전자 피부는 기계적 자극에 의해 소재의 형태가 변화하면서 발생하는 전기적 특성 변화로 작동되기 때문에 민감도 향상과 넓은 범위에서 자극을 인지하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 실제 사람의 피부를 구성하는 촉각세포의 세포막 구조와 기계적 외부자극에 따라 발생하는 생체이온의 신호전달 메커니즘을 모방한 인공촉각세포를 구현해 넓은 압력범위에서도 기존 소재 대비 약 30배 이상의 민감도 성능을 갖춘 전자피부 소재 개발에 성공했다.

더 나아가 연구진은 초고감도 전자피부 기술을 활용, 손으로 누르는 압력의 세기로 동력장치의 가속과 방향을 동시에 제어할 수 있는 무인비행체용 '실감형 웨어러블 컨트롤러' 개발에도 성공했다. 이 장치는 굴곡이 있는 신체 등에 부착해 작동이 가능하며, 1㎷의 낮은 구동전압에서도 외부자극을 효과적으로 인지할 수 있기 때문에 낮은 전력 소모량으로도 장기간 사용 가능하다.

김도환 교수는 "이번 연구성과는 생체 촉각세포의 이온전달체계를 매우 근접하게 모사해 촉각 기능을 극대화한 새로운 개념의 전자피부 기술을 제시한 데 큰 의미가 있다"며 "차세대 소프트 디바이스의 핵심 소재 기술로서 디스플레이용 실감형 터치스크린, 피부부착형 건강 진단 패치 등 다양한 분야로의 활용이 기대된다"라고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr