이태윤 교수 연구팀, 미세 섬모 구조 섬유형 변형 센서 개발

변형 감지 특성을 이용한 스마트 장갑 제작해 웨어러블 VR 시대 열어

이태윤 교수(전기전자공학과) 연구팀은 섬유형 센서 하나로 여러 가지 손동작을 인식하여 VR 조종이 가능한 스마트 장갑을 개발했다. 이 연구는 성균관대학교 방창현 교수 연구팀과 공동으로 진행했으며 연구 성과를 인정받아 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 표지논문으로 2019년 12월 10일에 게재됐다.

섬유형 변형 센서는 차세대 웨어러블 디바이스 산업에 필수적인 기술로, 압력이나 인장 등의 외부 자극을 인식할 수 있고 유연하다는 특징을 가지고 있다. 기존에 개발된 섬유형 변형 센서들은 하나의 센서에 한 가지 자극밖에 감지하지 못하고, 민감도와 내구성이 떨어지는 단점이 있어 상용화된 웨어러블 디바이스에 적용시키기에는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 섬유형 변형 센서는 압력 감응 물질을 미세 섬모 구조 형태로 만들어, 두 가닥의 섬유를 서로 꼬아 놓은 형태로 제작됐다. 각 섬유의 내부 저항과 섬유 사이의 접촉 저항의 신호를 분석하는 방법으로 압력, 인장, 구부림 등의 기계적 자극을 구분한다. 자가 조립 단층막(Self-assembled monolayer, SAM)을 고 신축성 섬유 표면에 증착하여 섬유형 센서가 늘어나거나 젖은 상태에서도 손상이 없다.

개발된 센서는 압력, 인장, 구부림을 구별하여 감지할 수 있고, 미세 섬모 구조를 이용해 민감도가 향상됐다. 또한 고신축성 섬유와 방수 코팅기술을 사용하여 내구성이 강화됐다.

이태윤 교수는 “사람의 여러 가지 동작을 구별하여 감지하는 섬유형 센서를 개발했다.”라며 ”VR 산업 분야에서부터 전반적인 웨어러블 전자 소자 분야에 다양하게 적용할 수 있으며 더 나아가 사람의 신체를 모니터링 하는 진단 및 치료 기기로의 응용이 가능해 의료 산업에도 영향을 미칠 것“이라고 연구의 의의를 밝혔다.