가천대학교가 신축성 있는 액체금속 나노입자 기반의 전극을 이용한 촉각 상호반응 인터페이스 개발에 성공했다.
12일 가천대에 따르면 서순민(바이오나노학과·사진)교수 연구팀은 중국과학원 순치준 박사 연구팀과 이 같은 내용의 공동 연구를 진행했다.
연구팀은 마찰전기 발전기의 금속 전극으로 갈륨, 인듐, 주석의 혼합물로 이뤄진 액체금속 물질(갈린스탄)을 사용했다.
액체금속 물질은 높은 표면에너지와 순식간에 산화되는 성질로 인해 다루기 힘들어 전극물질로 사용되기 어려웠으나, 이번 연구에서 액체금속 물질을 나노입자로 분쇄해 박막으로 제작하는 기술을 개발함으로써 이를 가능케 했다.
마찰전기발전기는 두 물체가 짧은 시간 맞닿을 때 생기는 전하의 불균형을 이용해 전기를 만드는 장치로 양전하를 수집하는 금속 전극과 음전하를 수집하는 고분자유전체로 구성된다. 연구진은 미세한 요철 구조를 고분자유전체에 적용, 고분자유전체의 표면적을 넓혀 압력의 크기에 따라 마찰전기발전기의 발생 전압이 3V에서 256V까지 변할 수 있다. 전압의 크기에 따라 촉각의 강도를 조절할 수 있어 활용도를 높였다.
이와 함께 개발된 기술을 사용한 소자들을 매트릭스로 구성해 액체금속의 유체특성을 활용한 마찰전기발전기들이 독립적으로 동작할 수 있어 원하는 부위만 따로 조작할 수 있음을 선보였다. 이번 연구 결과로 안면마비 환자를 위한 인공피부, 로봇용 인공피부 등 스마트 인공피부 개발이 가능해질 것으로 보인다.
서순민 교수는 "이번 연구로 개발한 전자피부는 기존 연구와 다르게 따로 외부 전력, 변환장치 도움 없이 누르면 바로 전기가 발생·전달되기 때문에 의의가 크다"고 말했다.
성남=이강철 기자 iprokc@kihoilbo.co.kr
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