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한국연구재단은 연세대 명재민 교수 연구팀이 저전압에서도 구동되는 압력 감응 발광 센서를 개발했다고 28일 밝힘.

상용 압력 센서는 외부 자극을 전기 신호로 바꾼 뒤 추가적인 장치를 통해 시각화하도록 돼 있어 구조가 복잡하고 자극을 실시간으로 인식하기 어려움.

이 때문에 빛을 통해 외부 자극을 시각화하는 '압력 감응 발광 센서'에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 발광 재료가 비싼 데다 유기발광다이오드(OLED)를 기반으로 제작돼 전극·발광층·전자 수송층 등 복잡한 장치를 필요로 했음. 또 구동 전압이 높아 웨어러블 기기로 착용하기엔 위험함.

연구팀은 전기화학 발광 물질을 활용해 전극 장치만 있으면 작동할 수 있는 압력 감응 발광 센서를 개발함.

전기화학 발광 물질은 전기를 가하면 양쪽 전극에서 산화 환원 반응 등 전기화학적 반응에 의해 빛이 나는 물질임. 산화 환원 준위만 넘으면 되기 때문에 낮은 압력으로도 동작이 가능함.

발광 물질은 이온성 액체를 전해질로 사용하고, 전해질의 누수를 막기 위해 고분자와 혼합해 겔 형태로 제작했음.

연구팀이 실제 손 마디 관절에 붙여 실험한 결과 외부 자극의 크기와 형태에 따라 발광 영역이 넓어지거나 패턴을 달리하는 것이 가능했음.

제1 저자인 권도균 연세대 연구원은 "전자 피부, 대화형 디스플레이, 로보틱스 등 분야에 활용할 수 있을 것"이라고 밝힘.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ 지에 게재됨.