미세 섬모 구조 섬유형 변형 센서 개발
미세 섬모 구조 섬유형 변형 센서 개발
  • 함예솔
  • 승인 2020.01.14 23:55
  • 조회수 860
  • 댓글 0
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요약

 

변형을 감지하는 특성을 이용한 스마트 장갑을 제작해 웨어러블 VR 시대를 열게됐는데요. 섬유형 센서 하나로 여러 가지 손동작을 인식해 VR 조종이 가능한 스마트 장갑이 개발됐습니다. 각 섬유의 내부 저항과 섬유 사이의 접촉 저항의 신호를 분석하는 방법으로 압력, 인장, 구부림 등의 기계적 자극을 구분합니다. 이는 향후 웨어러블 전자 소자 분야에 다양하게 적용될 전망입니다.

연구가 소개됐다. 출처: 연세대학교
<Advanced Functional Materials>에 게재됐다. 출처: 연세대학교

섬유형 변형센서의 민감도와 내구성을 높여라

 

섬유형 변형 센서는 차세대 웨어러블 디바이스 산업에 필수적인 기술로 압력이나 인장 등의 외부 자극을 인식할 수 있고 유연하다는 특징을 가지고 있습니다. 기존에 개발된 섬유형 변형 센서들은 하나의 센서에 한 가지 자극밖에 감지하지 못하고 민감도와 내구성도 떨어지는 단점이 있었는데요. 이에 상용화된 웨어러블 디바이스에 적용시키기에는 한계가 존재했는데요. 

개발된 센서. 출처: 연세대학교
개발된 센서. 출처: 연세대학교

연세대학교 이태윤 교수 연구팀과 성균관대학교 방창현 교수 연구팀은 섬유형 센서 하나로 여러가지 손동작을 인식해 VR 조종이 가능한 스마트 장갑을 개발했습니다. 연구팀이 개발한 섬유형 변형 센서는 압력 감응 물질을 미세 섬유 구조 형태로 만들어 두 가닥의 섬유를 서로 꼬아 놓은 형태로 제작됐는데요. 각 섬유의 내부 저항과 섬유 사이의 접촉 저항의 신호를 분석하는 방법으로 압력, 인장, 구부림 등의 기계적 자극을 구분합니다.

 

자가 조립 단층막(Self-assembled monolayer, SAM)을 고신축성 섬유 표면에 증착해 섬유형 센서가 늘어나거나 젖은 상태에서도 손상이 없습니다. 개발된 센서는 압력, 인장 구부림을 구별하여 감지할 수 있고 미세 섬유 구조를 이용해 민감도가 향상됐습니다. 또한 고신축성 섬유와 방수 코팅기술을 사용해 내구성이 강화됐습니다. 

 

이태윤 교수는 "사람의 여러 가지 동작을 구별해 감지하는 섬유형 센서를 개발했다"며 "VR 산업 분야에서부터 전반적인 웨어러블 전자 소자 분야에 다양하게 적용할 수 있으며 더 나아가 사람의 신체를 모니터링 하는 진단 및 치료 기기로의 응용이 가능해 의료산업에도 영향을 미칠 것"이라고 연구 의의를 밝혔습니다.


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