광운대 박재영 교수팀, 맥박·걸음걸이·체온 측정 패치센서 개발

박재영 광운대학교 교수 연구팀이 개발한 하이브리드형 유연/신축 패치 센서 연구 이미지. (자료 제공=광운대)

광운대학교는 전자공학과 박재영 교수 연구팀이 맥박, 목소리, 걷기, 뛰기 등 다양한 물리 정보와 피부 온도를 쉽게 측정하고 실시간 모니터링할 수 있는 하이브리드형 유연/신축 패치 센서를 개발했다고 9일 밝혔다.

유연 패치형 멀티센서는 압력, 변형(스트레인), 온도 등 여러 물리자극을 감지할 수 있는 웨어러블 의료 및 헬스케어, 전자피부, 로봇, 가전 등에서 폭 넓게 활용될 수 있다. 다만 각각의 센서 제작에 사용되는 소재가 다양하고 집적화 제작 공정이 복잡해 수율이 낮고 많은 비용이 소모되는 단점이 있었다.

박 교수팀은 레이저 빔 조사를 통해 쉽게 만들어진 그래핀에 흑린을 브리징(bridging) 소재로 사용해 센서 민감도, 스트레인의 측정 범위, 신뢰성과 안정성 등을 향상시켰다. 또한 온도가 변함에 따라 전류가 흐르는 열전 효과, 변형에 따라 저항이 변하는 압전효과를 이용해 온도와 압력을 함께 측정할 수 있는 하이브리드 센서를 개발했다.

이를 통해 선보인 하이브리드 유연/신축 패치센서는 8106K의 열 지수와 0.023%의 낮은 검출 한계, 1만8400 사이클에 걸친 안정적인 응답 등을 기록했다.

연구팀은 미세한 정맥 맥박 및 목소리와 같은 작은 변형부터 걸음걸이와 뛰기와 같은 큰 변형과 피부온도를 측정하는 실험도 성공적으로 완료했다고 전했다.

한국연구재단 중견연구과제와 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 3월호에 실렸으며 표지논문으로 선정됐다.


류용환 기자 fkxpfm@viva100.com