'휘는 센서' 한계 넘었다...금오공대, 액체 금속으로 민감도↑ : zum 뉴스

UV 레이저 식각 공정으로 센서 제작 과정 간소화
낮은 탄성·높은 유전율 액체 금속 활용...민감도 향상

배근열 금오공대 소재디자인공학전공 교수(왼쪽 사진)와 제1저자 한강토 석사과정./사진제공=금오공대

국립금오공과대학교는 최근 배근열 화학소재공학부 소재디자인공학전공 교수 연구팀이 양찬우 한국생산기술연구원 박사 연구팀과 함께 '액체 금속 복합체 기반의 고민감 유연 압력센서'를 개발했다고 13일 밝혔다.

해당 압력센서는 유연하면서도 외부 압력을 전기 신호로 변환할 수 있는 기능을 지녔다. 전자 피부, 로봇, 헬스 모니터링 등 다양한 미래 산업 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

배 교수팀은 기존 압력센서의 민감도 한계를 극복하기 위해 2가지 기술적 접근을 시도했다. 첫째, UV 레이저 식각 공정을 적용해 복잡한 포토리소그래피나 플라스마 처리 없이 간편하게 센서를 제작했다. 둘째, 유전체층 내부에 낮은 탄성 계수와 높은 유전율을 동시에 지닌 액체 금속을 도입해 민감도를 높였다.

기존에는 미세구조를 삽입해 응력 집중을 유도하거나, 전도성 필러를 첨가해 유전율을 높이는 방식이 주로 쓰였다. 하지만 이런 방식은 제작 절차가 복잡하고, 유전체의 압축성을 떨어뜨린다는 문제가 있었다. 연구팀의 방식은 이 같은 기존 기술의 한계를 해결할 수 있는 새로운 대안으로 평가받고 있다.

배 교수는 "이번 연구는 기존 유연 압력센서 기술의 한계를 넘는 성과"라며 "향후 웨어러블 기기와 헬스케어, 가상현실 등 다양한 분야에서 중요한 기반 기술이 될 것"이라고 설명했다.

한편 이번 연구는 △교육부·한국연구재단의 '기초연구사업' △산업부의 '소재부품기술개발사업' 등의 지원을 받아 수행됐다. 한강토 소재디자인공학전공 석사과정이 제1저자로 참여했다.

연구 결과는 'Liquid metal composite based flexible pressure sensor with high sensitivity'(액체 금속 복합체 기반 고민감 유연 압력센서)라는 제목으로 재료 분야 국제학술지 'ACS Applied Materials and Interfaces'(IF=8.5, JCR 상위 15%) 온라인판에 게재됐으며, 속표지 논문으로 선정됐다.