서울시립대 문홍철 교수 연구팀, 이온젤 기반 웨어러블 아이오닉 센서 플랫폼 개발

재료 분야 저명 국제저널인 ‘Advanced Functional Materials’지에 표지논문으로 게재

머니투데이 더리더 박영복 기자 입력 : 2020.02.03 10:38
서울시립대학교는 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 랜덤공중합체 기반의 초연신성(ultra-stretchable) 이온젤을 개발하고 이를 활용하여 간단하지만 효과적으로 사람/사물의 움직임을 감지할 수 있는 피부 타입의 웨어러블 아이오닉 센서를 개발하였다고 밝혔다.

연구 결과(Ionoskins: Non-volatile, Highly Transparent, Ultra-Stretchable Ionic Sensory Platforms for Wearable Electronics)는 재료 분야 저명 국제 저널인 ‘Advanced Functional Materials (impact factor: 15.621)’지에 지난 1월 23일 표지논문(front cover)으로 게재됐다.

이온젤 소재는 고체상 전해질(solid-state electrolyte)이면서도 높은 이온전도성과 비휘발성, 그리고 비교적 자유롭게 물성 조절이 용이하여 전기화학 소자의 핵심 소재로서 각광받고 있다.

하지만 차세대 소자들이 웨어러블화를 추구함에 따라 기존 젤 소재의 한계를 뛰어넘어 더 많은 변형(deformation)이 일어날 수 있는 새로운 고기능성 소재 개발에 대한 요구가 지속적으로 늘어나고 있다.

연구팀은 서로 다른 유리전이온도(glass transition temperature)의 고분자 단량체가 무작위로 연결된 랜덤공중합체를 합성하여 원래 형태의 850%까지 늘어날 수 있는 고연신성 이온젤 소재를 개발하였다. 그리고 해당 소재를 사람이나 로봇 등에 붙여 간단하면서도 효과적으로 움직임 모니터링이 가능한 아이오닉 웨어러블 센서로서의 활용 가능성을 규명했다.

문홍철 교수는 “전기적 전도성 변화를 측정하는 기존 대부분의 센싱 플랫폼과는 달리, 본 연구에서 개발한 이온 전도성 변화 감지 기반의 아이오닉 센서는 추가 공정이 필요 없고 소재 자체가 소자”라며, ”변형이 가능하고 투명하여 인공 전자 피부 형태로 활용이 가능할 것으로 기대되며, 완전 비휘발성 소재이므로 공기중에서 장시간 사용에도 성능 변화 없이 안정적으로 사용이 가능하다는 점에서 기존 하이드로젤 소재와도 차별화 된다“라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(신진연구)의 지원으로 수행됐다.
pyoungbok@mt.co.kr
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