ETRI, 감도 660배 뛰어난 비접촉 센서 개발… 생활 속 거리유지 안성맞춤

세계 최고 수준 감도… 기존 센서 대비 최대 12배 감지 빨라
출입문·엘리베이터 버튼 등 코로나19 생활 방역 분야 적용

ETRI 연구진이 개발한 센서를 엘리베이터 버튼에 적용해 직접 접촉 없이도 버튼이 작동함을 시연하고 있다. ETRI 제공

국내 연구진이 신소재를 이용해 기존보다 감도가 660배 뛰어난 센서를 개발했다. 손가락으로 직접 터치하지 않는 비접촉 방식으로 1㎝가량 떨어진 곳에서 습도를 감지해 생활 속 거리 유지가 중요한 코로나19 같은 전염병 예방 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(이하 ETRI)은 신소재인 이황화몰리브덴을 활용해 피부의 땀과 같은 수분이나 사람의 호흡량을 고감도 감지할 수 있는 습도 센서 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 성과는 미국화학회(ACS) 나노분야 국제 학술지 'AMI' 온라인에 지난 3월 게재됐다.

습도 센서는 습도에 따라 저항이 변화하며 전기 신호 출력이 달라지는 원리를 이용해 감지하는 센서다. 현금자동입출금기(ATM)나 모니터 스크린 등 터치형 제품이나 전자기기 방수 기능에 활용되며 최근에는 스마트 사물인터넷(IoT)이나 농작물 관리 스마트 팜 등에도 많이 적용되는 추세다. 습도 센서의 감도를 높이면 접촉이 없이도 반응이 가능한 '비접촉식 센서' 개발이 가능하다. 가전제품·산업용 전자기기뿐 아니라 원전계통 내방사선 센서로 활용이 가능하고 최근 코로나19 확산으로 인한 생활 방역 관련 기술로 많은 응용이 이뤄질 전망이다.

ETRI 연구진이 고감도 비접촉 센서 개발을 위한 패치형 센서의 성능을 시험하고 있다. 왼쪽부터 슈브라몬달 UST 학생연구원, 최춘기 책임연구원. ETRI 제공

ETRI가 개발한 습도 센서의 감도가 세계 최고 수준인 6만 6000% 이상으로 기존 센서보다 660배 이상 뛰어나다. 감지 시간도 0.5초로 5~6초씩 걸리는 기존 상용센서보다 최대 12배 빠르다. 개발된 센서는 피부의 수분량이나 운동 전후 땀 배출량·호흡량의 차이 등을 감지할 수 있다. 실제 손으로 직접 터치하지 않아도 손에 미량의 수분을 센서가 감지하고 패치형으로 센서를 만들어 피부에 붙여 운동 전후 땀의 양 변화나 운동 강도에 따른 호흡량 측정도 할 수 있다.

최근 코로나19 예방 수칙에 따라 생활 주변 사물들에 대한 위생·소독에 관심이 많아지면서 출입문, 엘리베이터 버튼 등 터치식 제품의 대안 기술로도 관심이 높아질 것으로 보인다. 개발된 소자의 크기는 가로세로 5㎜로 여러 센서를 이어붙인 패치형 센서나 딱딱한 실리콘이나 유연한 소자 모두 활용할 수 있다.

ETRI ICT창의연구소 신소자연구실 최춘기 박사는 "이번 기술은 특허 출원을 진행 중이며 바로 기술 이전이 가능해 2년 내 상용화가 가능할 것으로 보고 있다"며 "비접촉식 센서 기술이 국민 생활에 편의를 더하는 동시에 공중 보건위생을 개선하는 데도 도움이 되길 바란다"고 말했다.

한편, 1976년 12월 설립된 한국전자통신연구원은 '미래사회를 만들어가는 국가 지능화 종합 연구기관'을 비전으로 정보통신을 포함한 광범위한 디지털 혁신기술을 연구개발을 수행하는 정부 출연연구원이다. 임효인 기자