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사람 피부 모방한 압력센서 개발

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사람 피부 모방한 압력센서 개발

2016.04.26 18:00
고려대 제공
고려대 제공
국내 연구진이 사람의 피부처럼 압력을 인식하는 센서를 개발했다.

 

한창수 고려대 기계공학과 교수(사진)팀은 피부 감각기관의 구조를 모방해 전력이 거의 없어도 압력을 감지할 수 있는 부착형 센서를 개발했다고 26일 밝혔다.

 

피부 등 감각기관은 세포막에 있는 ‘이온채널’을 이용해 감각을 감지한다. 기공 모양의 단백질인 이온채널은 이온이나 물분자가 세포의 내외부로 이동하는 통로역할을 하는데, 이때 세포 안쪽과 바깥쪽의 전기에너지 차이를 인식하는 것이 감각이다.

 

연구진은 고분자 재료에 구멍을 뚫어 이온채널을 모방한 구조의 압력센서를 개발했다. 외부에서 압력이 전해지면 이온채널의 기공 사이로 이온이 이동하고, 이를 인식해 압력을 감지하는 식이다. 이 과정에서 생기는 이온의 운동에너지를 동력으로 활용하기 때문에 센서를 구동할 때 추가로 필요한 전력이 거의 없다.

 

연구진이 가로세로 8㎜의 센서를 제작해 사람의 손목에 붙여 혈압의 변화를 살핀 결과 1~3kPa(킬로파스칼) 수준의 미세한 압력변화를 감지하는 데 성공했다. 개발된 센서는 전자회로 등 다른 소자가 많이 필요하지 않고, 습도가 20~80% 일 때도 정상적으로 작동하는 만큼 다양한 환경에서 활용될 전망이다.

 

한 교수는 “혈압 등 신체 상태를 측정할 수 있는 헬스케어 장비부터 적은 전력으로 작동하는 디스플레이까지 다양하게 활용할 수 있다”며 “유연한 소재를 사용한 만큼 인체 어느 곳에나 쉽게 붙일 수 있다”고 말했다.

 

연구결과는 나노분야 권위지 ‘ACS나노’ 12일자 온라인판에 실렸다.

 

압력센서의 이온채널의 모습(왼쪽)과 실제 손목에 붙여서 혈압을 측정 중인 모습(오른쪽). - 고려대 제공
연구진이 개발한 압력센서의 이온채널(왼쪽)과 이를 손목에 붙여서 혈압을 측정 중인 모습(오른쪽). - 고려대 제공

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