한양대 화학공학과 김도환 교수팀이 건국대 화학공학부 이위형 교수팀과 공동으로 액체 방울이 붙고 떨어지는 현상을 이용한 초민감 투명 그래핀 촉각센서를 개발했다고 20일 밝혔다.
 

웨어러블 센서의 관심이 높아지면서, 사용자의 주변 환경을 실시간으로 인지할 수 있는 스마트 인터페이스 및 전자 피부 기술의 중요성이 커지고 있다. 전자 피부 중 가장 중요한 기술은 미세한 압력에도 민감하게 인식을 할 수 있는 촉각센서 기술이다. 

공동 연구팀은 이온성 액체를 음각 그래핀 그리드 층 사이에 고정해 그래핀으로 제조된 상부 전극이 이온성 액체와의 접촉에 따라 퍼지는 현상을 이용했다. 이를 이용해 미세한 접촉에도 최고의 민감도를 가지는 이온성 촉각센서를 개발했다. 만약 촉각센서를 대면적화 어레이로 제조하면 소자간 혼선이 적다는 장점이 있어 터치 오류를 극소화할 수 있어 기대를 모으고 있다. 

이번 연구에서 개발한 이온성 촉각센서는 뛰어난 민감도와 빠른 회복속도를 지녀 유연 디스플레이, 헬스케어용 디바이스 등 다양한 분야에 응용이 될 수 있을 것으로 기대된다. 그래핀 전극/이온성 액체 활성층은 투명하면서 유연하기 때문에 다양한 시각효과와 신체 부착성을 줄 수 있는 웨어러블 촉각 센서로 활용될 것으로 예상된다.

김도환 교수(한양대, 공동교신저자), 김주성 박사과정 학생(한양대, 제1저자), 이위형 교수(건국대. 교신저자, 이승철연구원(건국대 제1저자, 석사과정 졸업, LG디스플레이 연구원)이 주도한 본 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업(나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단) 과 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행됐다.

또한 이 연구는 액체 방울이 붙었다 떨어지는 현상을 이용하여 뛰어난 민감도와 빠른 회복속도를 지닌 촉각센서를 제조할 수 있다는 패러다임을 처음으로 제시했고, 연구의 우수성을 인정받아 재료 분야 권위 있는 대표적인 국제 학술지 ‘Advanced Functional Materials (IF = 15.621)’ 4월호의 표지논문으로 게재됐다.