국내 연구진이 수중에서 전원 없이 동작하는 센서를 개발했다.
한국세라믹기술원(원장 정연길)은 이승협·김도은·아룬 연구팀이 표면에너지를 제어해 전원 공급 없이 환경을 감지하는 센서 소자 원천기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
이번 개발 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 국가핵심소재연구단 플랫폼형 사업과 이공분야 기초 연구사업 지원을 받았다.
온도, 압력 등을 감지하는 센서 동작에는 전원이 필수다. 하지만 수중 환경은 전원 공급이 어렵고 센서 구동에도 한계가 있었다.
연구팀은 자기 계층화 방식으로 나노 입자를 강하고 균일하게 코팅하는 기술과 표면에너지를 제어해 액체 유입을 조절하는 기술을 결합해 무전원 센서 개발에 성공했다.
이 무전원 센서는 3D프린팅으로 제작한 플라스틱에 나노 입자 표면 코팅 기술을 적용한 구조다. 코팅된 센서는 초발수 특성을 띠어 표면에 공기를 머금고 물은 튕겨낸다. 센서 내에 용매는 담을 수 있지만 외부에서 물과 같은 액체 유입은 차단한다.
이 센서를 수중에 두면 수중 환경에 변화가 일어날 때 센서 표면에 있던 공기 막이 없어지고 센서 안팎으로 액체 유입이 이뤄지면서 작동하는 원리다.
시험 결과, 수중에 기름 성분이 있으면 색이 있는 용매가 흘러나오며 불순물 존재를 감지했다. 수중 온도 변화, 수압 변화 감지도 가능하다.
이승협 연구원은 “전원 이용이 어려운 수중에서 수질 오염을 비롯해 환경 변화를 감지하고 감시할 수 있는 해결책”이라며 “개발한 나노 표면처리 기술은 센서뿐만 아니라 3D프린팅 등 다양한 분야에 적용할 수 있다”고 말했다.
이번 연구 성과는 '나노레터스' 8월 25일자 표지논문으로 실렸다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
