냄새맡는 전자피부…"유해가스를 분석해줘!"

국내 연구팀 개발

▲국내 연구팀이 냄새맡는 전자피부를 개발했다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 냄새를 맡을 수 있는 전자피부가 개발됐다. 이를 응용하면 유해가스가 발생하는 즉시 냄새를 분석해 위험을 감지할 수 있다. 또 접촉한 사람의 체온과 땀의 정보를 분석해 건강상태를 체크해주는 일 등이 가능해질 것으로 보인다.

연구팀이 개발한 전자피부는 '전기용량'이라는 특성을 이용했다. 전기용량이란 물체가 전기를 저장할 수 있는 능력을 말한다. 연구팀은 압력, 터치와 같은 촉각뿐만 아니라 온도와 습도, 유해가스와 유기용매에 의해서도 전기용량이 변화한다는 점에 착안했다.

우선 화학기상증착법(CVD)를 통해 전기전도도와 탄성이 높은 탄소나노튜브 섬유를 합성했다. 이를 기반으로 착용형(웨어러블) 압전전기용량(piezo-capacitive) 방식의 소자를 만들었다. 화학기상증착법이란 기체 상태의 물질을 피복하고자 하는 소재의 표면에 흐르게 해 화학반응을 통해 얇은 막을 형성(증착)하는 기술이다. 압전전기용량은 압력에 따른 전기용량의 변화를 이용하는 방식을 일컫는다.

이 소자는 휘어지고 늘어나는 피부로서의 특성을 가지면서 지금까지 보고된 촉각 감지 중심의 전자피부와 달리 하나의 소자가 촉각과 후각을 동시에 감지 가능하다는 것을 확인했다.

연구를 주도한 숭실대 유기신소재·파이버공학과 김도환 교수는 "이번에 개발한 착용형 '냄새 맡는 전자피부'는 미세한 물리적인 변형(압력, 응력)에 의한 전기용량의 변화를 감지할 수 있다"며 "유해가스와 유기용매의 미세한 변화를 감지해 이용자 주변 환경은 물론 생체신호를 진단할 수 있다"고 설명했다.

앞으로 차세대 플렉서블 디스플레이, 극한 환경과 사고 감지용 스마트 로봇피부 등 인간 친화적 전자기기 구현을 위한 원천기술로 응용될 수 있다고 덧붙였다. 연구결과(논문명: Highly Sensitive and Multimodal All-Carbon Skin Sensors Capable of Simultaneously Detecting Tactile and Biological Stimuli)는 재료과학분야 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)'에 7월말 게재될 예정이다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr