국내 연구진이 스마트폰 카메라를 이용해 체온을 간편하게 확인하는 열영상센서 소자를 개발했다. 코로나19 탓에 많이 쓰이는 열영상 온도계에 활용 가능하다. 자율주행 자동차에 적용, 더 안전한 자율주행 구현도 가능해진다.

한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 광전소재연구단 최원준 박사팀이 백승협 전자재료연구단 박사팀, 백정민 성균관대 교수팀과 융합연구로 기존 센서 가격과 작동온도 문제를 극복한 열영상센서 소자를 개발했다고 15일 밝혔다. 개발 열영상센서는 100도에서도 냉각소자 없이 동작할 수 있다.

Photo Image
<KIST 개발 소자의 주사전자현미경 이미지(왼쪽)와 모식도(오른쪽)>

스마트폰과 자율주행 자동차에도 적용할 수 있을 것으로 보인다. 스마트폰 및 자율주행 자동차 부품으로 쓰려면 각각 85도 125도 고온에서 안정적으로 동작해야만 한다. 기존 열영상센서는 별도 냉각소자가 필수라 고사양 소자 경우 가격이 200만원을 넘고, 냉각소자가 있어도 85도 이상에서는 작동하지 못해 적용이 안됐다.

연구팀은 열영상센서 원가의 10% 이상을 차지하고 전력 소모가 큰 냉각소자를 없애기 위해 100도 이상에서 안정적인 이산화바나듐(VO2)-B 박막을 이용, 열에서 발생하는 적외선을 감지해 전기신호로 바꾸는 소자를 제작했다. 제작 소자는 100도에서도 상온과 동일한 수준으로 적외선 신호를 얻을 수 있다. 또 외부 원적외선을 최대한 흡수하는 흡수체를 제작해 함께 사용한 결과 물체 열을 3배 더 민감하게 감지해 전기신호로 변환할 수 있었다. 응답속도는 기존 초당 30~40프레임 수준을 초과해 100프레임 화상 촬영이 가능하다.

최원준 박사는 “개발 소자 기술로 열영상센서 제작 가격을 획기적으로 낮출 원천기술을 확보했을 뿐만 아니라 기존 소자보다 민감도 및 동작 속도가 우수하다”며 “열영상을 이용하는 군수용 산업과 스마트폰, 자율주행 자동차에서 활용이 가속화될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원을 받은 KIST 주요사업과 KIST-울산과학기술원(UNIST)-울산시가 공동 지원하는 융합신소재연구센터사업으로 수행됐다. 연구결과는 박막 분야의 저널인 '어플라이드 서피스 사이언스' 최신 호에 게재됐다.

김영준기자 kyj85@etnews.com