구미전자정보기술원(GERI 원장 차종범)이 신체부착형 웨어러블 디바이스 핵심 기술인 섬유형 온도센서 개발에 성공했다.
이 섬유형 온도센서는 다른 직물과 혼합하거나 바느질로 온도 감지 패턴 형성이 가능하다. 획기적이라는 평가다.
연구는 GERI 혁신기술연구본부 스마트부품기술연구센터 이왕훈 박사 연구그룹이 수행했다. 이 박사는 일반 섬유에 전도성 고분자 잉크를 염색하는 방식으로 섬유형 온도센서를 개발했다.
현재 국내외적으로 개발된 스마트 의류 및 섬유기술은 기존 의료에 상용화된 센서를 부착하는 방식이 대부분이다. 전도성 필러(섬유사이에 전도성 물질을 채워 넣는 방식에 사용되는 충진제)를 직물에 부착하는 방법이나 전도성 고분자를 전기 방사를 통해 직접 섬유화하는 방법도 간혹 이용되고 있다.
전도성 필러 기술은 파우더 형태로 이뤄져 호흡기 계통에 문제를 일으킬 수 있다. 중합된 전도성 고분자를 전기방사를 통해 섬유화하는 방법은 고전압과 보조제를 반드시 사용해야하는 단점이 있다.
이 섬유형 온도센서에 일반 섬유에 온도 감응 전도성 고분자 잉크를 침염(Dipping) 또는 날염(Rolling)하는 방식을 적용했다.
온도 변화에 따라 섬유 자체의 저항이 변화하는 소자기술이다. 스마트 의류를 타깃으로 직접 온도 변화를 센싱하는 섬유를 개발하기는 이번이 처음이다.
이왕훈 박사는 “섬유 자체의 저항이 변하며 센싱할 수 있는 기술이기 때문에 다른 직물과 바느질하거나 혼합 직조해 온도 감지용 패턴을 형성할 수 있다”며 “온도뿐만 아니라 습도와 착용자 행동까지 감지할 수 있다는 것을 실험으로 확인했다”고 밝혔다.
섬유형 온도센서 기술은 이 박사 연구그룹이 지난해 5월에 개발한 플렉서블 온도센서기술과 압력센서기술을 바탕으로 응용연구한 결과다.
플렉서블 온도센서기술은 얇은 필름이나 종이와 같은 유연성 기판위에 전도성 고분자 물질을 잉크젯 프린팅하는 방식이다. 이 기술은 지난해 해성디에스에 기술이전했다. 압력센서기술은 압력의 세기와 방향 인식이 가능한 기술이다.
차종범 구미전자정보기술원장은 “밴드형과 시계형 제품이 웨어러블 디바이스 시장을 주도하고 있다. 그러나 섬유형 온도센서 기술개발을 계기로 향후 직물 및 의류 일체형 웨어러블 디바이스로 트렌드가 변화할 것으로 예상된다. 바이오·헬스케어 분야는 물론 국방·환경·농업 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
구미=정재훈기자 jhoon@etnews.com
