국내 연구진이 실제 피부와 같은 촉감을 가지면서도 외형이 35배까지 늘어나고 전기전도도는 60배까지 높아지는 고분자 소재를 개발했다. 기존에 보고된 적 없는 세계 최고 수준의 전기전도도로 차세대 웨어러블 전자기기나 로봇에 활용될 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST)은 손동희 바이오닉스연구단 연구원팀과 서현선 생체재료연구단 연구원팀이 전자 소자와 인체 사이에 안정적으로 전력과 데이터를 전송할 수 있는 고분자 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다.
KIST 연구진은 지난 2018년 실제 피부와 강도나 촉감이 유사해 부착하더라도 이질감을 느끼지 않는 소재를 개발한 바 있다. 여기에 추가 연구를 통해 고분자 소재 내부에 은 마이크로·나노 입자를 분포시켜 전도성 고분자 복합 신소재를 개발했다.
연구진은 개발된 소재를 활용해 인체로부터 측정한 생체 전기신호를 전자 소자로 전달하기 위해 인체와 전자 소자 사이를 연결하는 '인터커넥트'로 적용하는데도 성공했다. 소재는 생체 신호를 안정적으로 로봇 팔에 전송해 실제 인간 팔의 움직임을 실시간으로 모방하게 했다.
개발된 소재는 초기 상태의 35배까지 변형이 가능하며 오히려 변형될수록 전기전도도가 60배 이상 높아졌다. 기존에 보고된 적 없는 세계 최고 수준의 전기전도도다. 연구진은 외력에 의해 변형이 일어나면 내부 마이크로·나노 입자들의 재배열에 의해 전기적 특성이 자발적으로 높아지는 것을 발견하고 이를 '셀프-부스팅(self-boosting) 현상'이라고 명명했다.
소재는 '자가치유' 특성을 지니는 점도 학계에서 주목을 받았다. 자가치유는 외부의 충격으로 손상되거나 절단되더라도 외부에서 열이나 특정 파장의 빛을 가해 고분자를 재형성 함으로써 원래 구조체로 재형성하는 것을 말한다.
서현선 연구원은 "개발한 소재는 극심한 외력과 변형에서도 안정적으로 구동돼 차세대 웨어러블 전자기기 개발 및 상용화에 기여할 수 있을 것"이라면서 "4차 산업혁명시대를 이끌 의공학·전자공학·로봇공학 분야 등 다양한 분야에 응용될 수 있다"고 기대했다.
이번 연구결과는 국제학술지 'ACS Nano' 최신호에 실렸다.
<기사출처_뉴스1>
