고상근 서울대 기계항공공학부 교수팀이 곡면 상에 액체 금속을 패터닝하는 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 자유롭게 휘거나 접히는 웨어러블 기기 개발이 가능해질 전망인데요.
최근 플렉서블, 웨어러블 기기에 대한 관심이 커지면서 휘어지거나 늘어나도 성능이 유지되는 유연한 전자회로 연구가 활발히 진행되고 있어요. 그래핀이나 탄소나노튜브 같은 전자섬유가 주목받지만, 열에 취약하고 제조과정이 복잡해 대량생산이 어렵다는 단점이 있는데요.
이러한 전자섬유의 대안으로 액체 금속인 갈륨 혼합물을 이용한 프린팅과 패터닝 방식도 개발되고 있습니다. 하지만 손과 팔꿈치, 귀 등 각 위치에 맞는 웨어러블 기기에 적합한 곡면 상에서의 패터닝 기술을 구현하기에는 어려움이 있었습니다.
이런 문제를 해결하기 위해 고상근 교수팀은 평면뿐 아니라 곡면에도 액체 금속 프린팅이 가능하도록 시스템을 설계했습니다. 안장 형태의 곡면에 터치 센서를 구현하고, 손가락의 움직임을 감지하도록 웨어러블 센서 장갑을 제작한 것인데요.
이 기기에는 2축 수평 방향 자동 스테이지를 사용해 임의의 형태의 회로를 그리고, 수직 방향 스테이지와 거리 측정 레이저 센서를 사용해 기판의 높이 변화에 상관없이 일정하게 액체 금속을 패터닝할 수 있는 기술을 탑재했습니다.
또한, 수평 회전 스테이지를 함께 사용함으로써 레이저 거리 센서가 바늘보다 먼저 거리 데이터를 수집하는데요. 수집된 데이터를 바탕으로 바늘과 기판 사이의 거리를 유지할 수 있어 최종적으로 곡면에서 원하는 형태의 액체 금속 회로를 그리는 패터닝 시스템을 구현할 수 있었습니다.
고상근 교수는 "간단한 시스템 구성으로도 평면이나 경사면이 아닌 곡면에서 원하는 형태의 액체금속 회로를 그릴 수 있다"며, "이번 연구가 맞춤형 웨어러블 기기 개발과 액체 금속 활용에 더욱 폭넓은 기반이 되어줄 것"이라고 말했습니다.
