반도체 섬유로 오감을 감지하는 센서 개발
대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 빛, 냄새, 압력 등 다양한 외부 환경을 감지하는 첨단 반도체 섬유 를 개발했다.
이번 기술은 웨어러블 사물인터넷(IoT) 전자소자와 소프트 로봇 등 다양한 첨단 기술 분야에 활용될 가능성을 보여주고 있다.
DGIST는 김봉훈 로봇및기계전자공학과 교수팀이 사람의 오감을 흉내 내는 반도체 섬유 기반 다기능 센서를 개발했다고 9일 발표했다.
이번 연구는 김상욱 KAIST 교수팀, 김장환 아주대 교수팀, 김지웅 숭실대 교수팀과의 공동연구로 진행됐다.
개발된 반도체 섬유 센서는 기존의 1차원 섬유 센서보다 훨씬 다양한 기능을 수행할 수 있다.
섬유 내부 구조의 독창성 덕분에 외부 환경 변화에 민감하게 반응하며, 빛, 화학물질, 압력은 물론 pH(산성도), 암모니아(NH3), 기계적 변형 등 다양한 환경 정보를 동시에 측정할 수 있다.
이 센서는 사람의 오감처럼 여러 신호를 한 번에 감지하고 처리할 수 있는 센서 플랫폼으로 평가된다.
연구팀은 2차원 나노물질인 이황화몰리브덴(MoS₂)을 활용한 특별한 제작 공정을 통해 섬유의 3차원 구조를 자유롭게 조절할 수 있는 기술을 구현했다.
섬유를 리본 형태로 뽑아내는 과정에서 자연적으로 형성된 나선형 구조는 섬유의 곡률을 정교하게 조정할 수 있게 한다.
이로 인해 섬유는 이황화몰리브덴의 우수한 전기적·기계적 특성과 내부 구조적 정렬을 기반으로 다양한 환경 변화를 감지할 수 있는 높은 잠재력을 가지게 됐다.
김봉훈 교수는 “이번 연구로 이황화몰리브덴 같은 2차원 나노소재의 활용 범위가 크게 확장됐다”며 “앞으로도 다양한 재료를 활용해 웨어러블 기술에 필요한 신호를 정확히 측정할 수 있는 기술을 계속 연구하겠다”고 밝혔다.
연구 성과는 국제학술지 ‘향상된 섬유 재료’ 최신호 표지 논문으로 게재됐다
신혜연 ([email protected]) 기사제보
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