압력센서 표면 형태 제어 원천기술 개발

[산업일보]
국내 연구진이 3D 마이크로 구조 기반의 센서 표면 형태 제어 기술과 이를 압력센서에 적용할 수 있는 원천 기술을 개발했다.

이 같은 연구는 박인규 교수(한국과학기술원), 조한철 박사(한국생산기술연구원) 연구팀 공동으로 진행했다고 한국연구재단은 4일 밝혔다.

최근 인간-전자기기 상호작용 기술의 중요성이 높아짐에 따라, 표면에 3D 마이크로 구조를 갖는 필름을 사용해 센서의 민감도나 응답속도 등을 증가시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

센서에 이용하는 기존 필름은 원하는 패턴으로 준비된 틀에 액상 탄성중합체를 부어 만드는 몰딩 방식에 의존하기 때문에, 별도의 몰드 제작이 필요할 뿐만 아니라 3D 마이크로 구조의 크기, 밀도 등을 제어하는 데 한계가 있어 제작에 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 이를 해소하기 위한 연구에 박차를 가했다. 연구팀에 따르면, 특정 온도를 가하면 기존 대비 크기가 3배 이상 팽창하는 마이크로캡슐과 탄성중합체를 혼합해 유연한 필름을 제작, 간단한 열처리를 통해 필름 표면에 3D 마이크로 돔 구조 형성이 가능한 것을 확인했다.

또한, 제작한 필름을 고감도 유연 압력센서에 적용한 결과, 표면에 형성된 불규칙한 3D 마이크로 돔 구조가 규칙적인 구조에 비해 작은 힘에도 큰 변형과 압축으로 신호를 받아들여 기존 몰딩 방식 압력센서 보다 약 3배 높은 감도를 보였다고 설명했다.

개발된 압력센서에 대해서 연구팀은 손가락의 미세한 맥박 변화까지도 정교한 감지가 가능했으며, 손목의 움직임 감지로 마우스 커서를 움직일 수 있는 대면적 어레이 센서 구현을 통해 인간-컴퓨터 상호작용 기술 활용의 가능성을 검증했다고 언급했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구, 신진연구 및 교육부와 한국연구재단이 추진하는 창의·도전연구사업 등의 지원으로 수행했다.