전기화학발광 기반 웨어러블 압력 감응 발광센서
전기화학발광 기반 웨어러블 압력 감응 발광센서
  • 함예솔
  • 승인 2020.07.30 14:10
  • 조회수 320
  • 댓글 0
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연세대학교 신소재공학과  명재민 교수 연구팀이 전기화학발광(electrochemiluminescence) 물질을 기반으로 간단한 구조로 저전압에서 구동되는 착용가능한 압력감응 발광센서를 개발했습니다. 해당 연구는 <ACS Nano>에 게재됐습니다. 

착용가능한 압력감응 발광센서의 특성. 출처: 한국연구재단
착용가능한 압력감응 발광센서의 특성. 출처: 한국연구재단

기존 압력감응 발광센서, 구조 복잡하고 인체 부착 어려워

 
기존의 압력감응 센서는 외부의 물리적 자극을 전기 신호로 변환하고 이를 추가적인 장치를 통해 시각화하므로 구조가 복잡하고 즉각적으로 자극을 인식하기가 어려웠습니다. 이에 순간적인 발광을 통해 외부자극을 즉시 시각화할 수 있는 다양한 압력감응 발광센서 및 대화형(interactive) 디스플레이가 활발히 연구되고 있지만 발광특성 확보를 위한 복잡한 구조와 고가의 재료사용 등으로 인해 센서에 활용하는데 어려움이 있습니다. 또한 현재까지의 압력감응 발광센서는 높은 구동 전압이 필요 하기에 인체에 직접 부착하기는 어렵습니다.

 

간단한 구조로 인체에 붙여 동작 감지 센서로 작동

 

이에 연구팀은 기존의 압력감응 발광센서의 문제점을 해결하고자 전기화학발광 물질을 겔(gel)형으로 제작, 발광층으로 사용했습니다. 산화환원 반응을 기반으로 하는 전기화학발광 물질을 활용하면 저전압에서 안정적인 발광이 가능하고 특히 기존 유기발광 소자(OLED)와 다르게 전극만으로 발광할 수 있는 간단한 구조로 만들 수 있습니다. 

전기화학발광 기반 압력감응 발광센서의 제작 공정 모식도. 출처: 한국연구재단
전기화학발광 기반 압력감응 발광센서의 제작 공정 모식도. 출처: 한국연구재단

개발된 압력감응 발광센서는 외부 자극의 모양, 크기 및 위치를 즉각적으로 표시할 수 있고 인체에 붙여 동작 감지 센서로 작동시킬 수 있었습니다. 매우 간단한 구조로 저전압에서 구동되는 착용가능한 압력감응 발광센서를 개발한 이번 연구성과는 인체나 로봇의 관절에 부착할 수 있는 센서 및 대화형 디스플레이 분야의 새로운 활용 가능성을 제시할 것으로 기대됩니다. 


##참고자료##

 


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