KAIST, 상황 따라 딱딱해지고 유연해지는 전자기기 개발

유연성 변화시킬 수 있어 기존 기기와 유연 기기간 경계 허물어

디바이스 개념을 보여주는 인포그래픽

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 정재웅 전기및전자공학부 교수 연구팀이 사용 목적과 신체 적용 여부에 따라 딱딱한 형태와 부드러운 형태를 하나의 전자기기에서 선택적으로 구현할 수 있는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구팀이 개발한 기술은 딱딱한 형태의 전자기기와 유연 기기의 경계를 허물어 활용도, 사용 편의성, 휴대성, 생체적합성을 모두 극대화할 수 있다. 소비 전자제품뿐 아니라 생체의학, 로봇 공학 등의 다양한 분야에 변화를 일으킬 것으로 기대된다. 이번 연구는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'에 최근 게재됐다.

연구팀은 '갈륨'과 '중합체'를 이용한 합성물질을 제작해 온도에 따라 강성률 변화가 가능한 전자 플랫폼을 구현했다. 이를 유연 신축성 전자회로와 결합해 강성률이 변화 가능한 새로운 형태의 전자기기를 구현했다. 갈륨은 이번 연구의 핵심 소재로, 금속임에도 불구하고 생체 온도에서 녹는점을 가져 신체 탈부착 시 고체와 액체 간의 상태 변화가 가능하다. 이러한 점에 기반, 갈륨을 중합체에 내장해 온도에 따라 강성률 변화가 가능한 전자 플랫폼을 제작할 수 있었다.

연구팀은 전자기기의 강성도를 변화시킬 수 있는 특징을 활용해 다양한 적용 분야에서 기존 전자기기가 갖는 한계점을 극복할 수 있음을 증명했다. 예를 들어 이 기술을 휴대용 전자기기에 적용해 평상시에는 딱딱한 형태로 손에 쥔 상태나 책상 위에서 이용하고, 이동 시 몸에 부착해 부드러운 웨어러블 기기 형태로 만들 수 있다. 또한 연구팀은 강성을 변환시킬 수 있는 압력 센서를 개발해 목적에 따라 민감도와 압력 감지의 범위를 조절하는 데 성공했다.

정 교수는 "평상시 딱딱한 형태의 전자기기로 쓰이지만 몸에 부착 시 혹은 내부 장기에 이식 시 우리 신체 조직처럼 부드럽고 신축성 있게 변환될 수 있는 기기 플랫폼 기술 개발을 통해 일반적인 전자기기와 유연 기기가 갖는 단점은 없애면서 사용 목적에 따라 각각의 장점을 극대화할 수 있는 전자기기를 개발했다"며 "이 기술을 이용하면 전자기기의 활용 폭을 크게 넓힐 수 있을 것"이라고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr