사진=건국대

건국대학교 공과대학 화학공학부 이위형 교수팀이 한양대학교 화학공학과 김도환 교수팀과 공동으로 액체 방울이 붙고 떨어지는 현상을 이용한 초민감 투명 그래핀 촉각센서를 개발했다고 20일 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업(나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단) 과 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행됐다. 연구 논문은 건국대 이위형 교수(교신저자)와 유기나노시스템공학과 이승철 연구원(제1저자, 석사과정 졸업, LG디스플레이 연구원), 한양대 김주성 박사과정 학생(제1저자), 김도환 교수(교신저자) 공동연구팀의 결과다. 재료 분야 국제학술지 ‘Advanced Functional Materials’ 4월 최신호 표지논문(Inside Front Cover)으로 게재됐다.

건국대와 한양대 공동연구팀은 이온성 액체를 음각 그래핀 그리드 층 사이에 고정화해 그래핀으로 제조된 상부 전극이 이온성 액체를 접촉함에 따라서 퍼지는 현상을 이용했다. 미세한 접촉(Gentle touch)에도 최고의 민감도를 가지는 이온성 촉각센서를 개발했다.

이 기술을 이용해 소자와 소자 사이의 혼선(Crosstalk)이 완벽히 차단된 촉각센서 어레이를 제조했다. 이런 우수한 특성은 큰 유전율을 가지고 있는 이온성 액체가 상부 전극과 맞닿지 않을 때는 공기 정전용량을 지니다가 상부 전극에 닿는 순간 정전용량이 급격히 증가하는 현상을 이용한 것이라고 설명했다.

이번 연구에서 개발한 이온성 촉각센서는 유연디스플레이, 헬스케어용 디바이스 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대했다. 이번 촉각센서를 대면적화 어레이로 제조하면 소자간 혼선이 적다는 장점이 있어 터치 때 오류를 극소화할 수 있을 것으로 기대된다며, 그래핀 전극/이온성 액체 활성층은 투명하면서 유연하기 때문에 다양한 시각효과와 신체 부착성을 줄 수 있는 웨어러블 촉각 센서로 활용될 것으로 예상했다.