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고성능 패치형 광센서, 영남대·연세대 공동개발

발행일2017.08.07 16:08

영남대는 최정욱 기계공학부 교수가 김종백 연세대 교수팀과 공동으로 고성능의 패치형 광센서를 개발했다고 7일 밝혔다.

광센서는 빛을 전기 신호로 변환하는 소자이며, 빛의 파장 및 강도와 같은 물리량 측정뿐만 아니라 정보처리·광통신·의료 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

최근 유연 전자기기 개발과 더불어 유연한 광센서를 개발하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 센서를 구성하는 주요 요소인 전극이 금속 또는 산화인듐 화합물과 같은 불투명하거나 잘 부러지는 물질로 이뤄져 있어 실제 유연 센서로 활용하기에는 한계가 있었다.

Photo Image<최정욱 영남대 기계공학부 교수>

최 교수 연구팀이 개발한 고성능 패치형 광센서는 탄소나노 소재와 빛에 민감하게 반응하는 유기 물질을 활용해 유연성, 신축성, 투명도가 뛰어나다.

연구팀은 반도체 성질을 띠는 탄소나노튜브 채널에 그래핀을 전극으로 하는 투명하고 신축성 있는 광센서를 만들었다.

탄소나노튜브와 그래핀은 탄소만으로 이뤄진 물질이다. 나노미터(㎚) 단위의 매우 작은 크기에 뛰어난 강도는 물론 우수한 물리·화학 물성을 지니고 있다.

이를 이용한 고신축성 전자기기 개발 연구가 활발히 이뤄지고 있지만 탄소나노 소재는 매우 낮은 광 반응성으로 인해 광센서로 활용하기에는 어려움이 있었다.

이번에 개발한 광센서는 매우 얇고 투명하다. 기존 센서에 비해 무게와 부피가 크게 줄어들어 피부에 부착시키는 것이 용이하다.

최 교수는 “현재 각광받고 있는 신소재인 탄소나노 소재와 식물체의 광합성 작용을 담당하는 물질로 빛에 반응, 전기 신호를 발생시키는 포피린의 융합 구조를 만들어서 투명하고 신축성 있는 고감도 광센서 개발에 활용한 첫 사례”라고 설명했다.

최 교수는 “다가올 미래에는 인체에 직접 부착해서 사용하는 패치 형태의 웨어러블 디바이스 개발이 활발해질 것으로 전망된다”면서 “건강, 미용 분야 등에서 첨단 전자기기로 활용될 수 있을 뿐만 아니라 탄소나노 소재 기반의 실용 소자 보급도 앞당길 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구 결과는 나노 소재 분야 세계 학술지 '스몰'의 최신호 표지 논문으로 실렸다.

대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com

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