나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)대학 대학원 공학계연구과, 독일 뮌헨공과대학의 국제 공동 연구그룹이 피부에 직접 붙여 사용하는 초박막‘스킨 압력 센서’를 개발함. 이 스킨 압력 센서를 손가락에 장착하여 피부 감각에 영향을 주지 않고 손가락이 물건을 만질 때의 접촉 압력을 정확하게 측정하는 데 성공함. 개발된 센서는 전계방사법(電界紡糸法)으로 형성된 4개의 나노 메쉬층(위로부터 보호층, 상부 전극, 중간층, 하부 전극)으로 구성됨. 상단과 하단 전극은 수용성 고분자(폴리비닐 알코올) 나노 섬유에 금 박막(100nm)을 증착시켜 형성함. 중간층은 폴리우레탄 나노 섬유에 고분자 박막(200nm)을 코팅하여 강화시킴. 또한 매우 얇은(2.5μm) 폴리우레탄 나노 섬유에 수용성 나노 섬유를 용해하여 함침(含侵)시킨 보호층을 이용함으로써 박막이면서 높은 기계적 내구성을 갖추는 데 성공함. 18명의 피험자에 대해 피부 감각에 미치는 영향 평가 테스를 진행했으며 스킨 압력 센서를 손가락에 붙였을 때와 붙이지 않았을 때를 비교한 결과, 물건을 집을 때 등에서 힘 차이가 나지 않는 것을 확인함. 피부 감각에 영향을 미치지 않는 센서는 세계 최초임. 본 스킨 압력 센서는 문질러도 깨지지 않는 우수한 기계적 내구성을 실현했으며, 100kPa(킬로 파스칼)의 힘으로 센서 표면을 300회 문질러도 손상 없이 압력 센서로서의 성능을 유지함. 본 연구 성과는 향후 의사와 장인의 손끝에 붙여 접촉 압력을 측정하는 등 스포츠, 의료, 신경 분야 등에 응용될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Science’ (“Nanomesh pressure sensor for monitoring finger manipulation without sensory interference”) 지에 게재됨.