생체와 비슷한 미세한 섬모를 붙여 사람의 피부처럼 누르거나 당기거나 비트는 미세 자극을 감지할 수 있으면서 얇고 쉽게 휘어지는 센서를 국내 연구진이 개발, 인공 피부센서 개발에 새로운 지평을 열었다.

서울대 서갑양 교수가 주도한 이번 연구는 세계 최고 과학전문지인 '네이처'의 자매지로서 나노기술과 재료 분야의 권위 있는 학술지인 'Nature Materials' 최신호(7월 29일 자)에 게재됐다.

지금까지 알려진 센서들은 피부처럼 다양한 기능을 구현하기 위해 많은 양의 복잡하고 미세한 소자들이 필요하거나, 매우 작아서 다루기 어렵거나 인체의 유해성이 검증되지 않은 소재(나노선, 나노튜브 등)들을 사용하는 등 필요로 하는 센서를 제작하는데 한계가 있었다.

서갑양 교수 연구팀은 매우 작은(나노미터, 10억분의 1m) 크기의 고분자 섬모를 붙여, 피부처럼 유연하면서도 다양한 미세자극을 감지할 수 있는 센서 개발에 성공했다.

연구팀의 센서는 하나의 미세 패턴구조로 만들어져, 사람의 피부처럼 누르거나 당기거나 비트는 감각을 동시에 감지할 수 있다. 또 이 센서는 1만 회 이상 반복적인 강한 압력에도 안정적으로 작동해, 간단한 회로 설계를 이용해 모두 64개의 작은 센서로 공간을 분할할 수 있어 사람의 피부와 매우 흡사하다.

특히 눈 깜짝할 시간에 일어나는 작은 물방울의 충돌도 실시간으로 감지할 수 있고, 손목에 센서를 넣어 맥박의 변화와 혈관의 압력 차이 등 미세한 생체신호를 관찰할 수 있어 휴대용 의료기기로 개발 가능성을 보였다.

서갑양 교수는 “이번 연구는 누르거나 당기거나 비트는 감각까지 피부처럼 감지하는 센서 개발로, 앞으로 다양한 생체신호를 실시간으로 감지하여 전달하는 의료기기나 신개념 IT 터치패드 기술, 로봇 기술 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.

권은남 기자 silver@