나노기술 및 정책 정보

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한국전자통신연구원(ETRI)은 신소재인 이황화몰리브덴을 이용해 수분이나 사람의 호흡량을 민감하게 감지할 수 있는 습도 센서 기술을 개발했다고 13일 밝힘.

습도 센서는 습도에 따라 저항이 변화하며 전기 신호 출력이 달라지는 물질의 성질을 이용하는 것으로, 습도 센서의 감도를 높여 미세한 습도에도 반응할 수 있게 하면 비접촉식 센서로도 응용 가능함.

연구진은 양극산화알루미늄 기판에 이황화몰리브덴을 코팅해 벌집 구조를 이루는 센서로 만들어 감도를 높였음. 센서의 구성 물질이 벌집 구조를 이루면 수분, 수증기 등을 감지할 수 있는 표면적이 넓어져 감도가 좋아지기 때문임.

연구진의 실험 결과에 따르면 습도 센서는 기존 센서보다 660배 이상 감도가 뛰어나고 감지 시간도 0.5초로 5초~6초씩 걸리는 상용 센서보다 최대 12배 빠름. 시제품을 시연한 결과 센서에 1cm 내외로 손가락을 가져가면 접촉을 하지 않아도 신호가 감지됨.

감도가 높은 습도센서는 피부의 수분량, 운동 전후 땀 배출량 및 호흡량 등을 미세한 변화를 감지할 수 있음. 연구진은 이번 연구가 인체의 습도와 관련된 디지털 헬스케어, 뷰티·미용 보습 제품, 가전제품, 산업용 전자기기뿐 아니라 원전계통 내 방사선 센서로 활용이 가능할 것이라 기대함. 특히 비접촉 센서로 활용 가능한 점은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산 방지에 쓰일 수 있음.

연구진은 2차원 소재공학 원천연구 노하우를 바탕으로 이번 성과를 낼 수 있었다고 말함. 양극산화알루미늄 기판에 있는 나노미터(nm) 크기 구멍에 신소재를 코팅한 다음 기판만 녹여내는 공정에는 상당한 기술력이 필요하기 때문임.

연구에 참여한 최춘기 ETRI 신소자연구실 박사는 "이 기술에 대한 특허 출원을 진행 중이며 바로 기술 이전이 가능해 2년 내 상용화가 가능할 것으로 보고 있다"며 "비접촉식 센서 기술이 생활에 편의를 더하는 동시에 공중 보건위생 개선에도 도움이 되길 바란다"고 말함.

본 연구 성과는 ‘Applied Materials & Interfaces’ 온라인 등재됐으며, 산업통상자원부 한국에너지기술평가원의 원자력핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행되었음.