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투명 랩만큼 얇다, 손등에 딱 붙는 초박막 전자피부 개발

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투명 랩만큼 얇다, 손등에 딱 붙는 초박막 전자피부 개발

2016.04.18 18:00

소메야 다카오 일본 도쿄대 전자전기공학과 교수팀이 개발한 초박막 전자피부 디스플레이. - 일본 도쿄대 제공
소메야 다카오 일본 도쿄대 전자전기공학과 교수팀이 개발한 초박막 전자피부 디스플레이. - 일본 도쿄대 제공

손등에 주방용 랩보다 얇은 투명한 막을 붙였을 뿐인데, 잠시 후 그 위에 숫자가 표시된다. 중지 안쪽에 붙어 있는 전자피부 센서가 혈중 산소량을 탐지한 결과가 나타난 것이다. 일본 연구진이 최근 개발한 초박막 전자피부 ‘e-스킨(skin)’ 얘기다.

 

소메야 다카오 일본 도쿄대 전자전기공학과 교수팀은 잘 휘어지면서도 쉽게 찢어지지 않는 유기발광다이오드(OLED) 기반의 초박막 전자피부 디스플레이를 개발했다고 ‘사이언스’ 자매지 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’ 15일자에 발표했다.

 

이 전자피부에 체온, 맥박, 혈류량 등을 감지하는 센서를 갖춘 전자회로를 적용하면 운동선수나 환자의 상태를 실시간으로 손쉽게 확인할 수 있다.

 

이전에도 이런 기능을 가진 전자피부가 개발된 적은 있지만 대부분 밀리미터(㎜) 수준의 유리막이나 플라스틱으로 만들어져 신체에 붙였을 때 불편했다. 이보다 더 얇은 마이크로미터(㎛·1㎛는 100만 분의 1m) 수준으로 두께가 줄어들면 공기 마찰에 의해 전자피부가 찢어지는 등 제 기능을 하기 어려웠다.

 

다카오 교수팀은 이런 한계를 극복하기 위해 무기물질(옥시아질산실리콘)과 유기물질(파릴렌)을 섞어 공기 흐름에도 잘 버티는 2㎛ 두께의 초박막 필름을 만들었다. 기존 기술로는 계속해서 공기 마찰을 가했을 때 몇 시간 뒤면 필름이 망가졌지만, 연구진이 개발한 필름은 며칠간 정상적인 상태를 유지했다.

 

연구진은 여기에 투명한 인듐주석산화물(ITO) 전극을 붙여 초박막 전자피부 디스플레이를 만드는 데 성공했다. 이를 활용해 연구진은 혈중 산소량을 감지해 디스플레이에 표시해 주는 전자피부를 만들었다. 이 전자피부는 열 발생량과 전력 소비량이 기존의 6분의 1로 줄었고, 피부에 부착한 뒤에도 뛰어난 내구성을 보였다.

 

다카오 교수는 “피부에 붙이는 방식의 전자피부 디스플레이는 신체의 건강 상태를 체크하는 일뿐만 아니라 우리가 소통하는 방식을 완전히 뒤바꿔 놓을 것”이라고 말했다.

 

 

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