기계/재료

중국과학원 생체모방 인공 전자피부 개발

발행일 : 2014 / 03 / 27

중국과학원 수저우(蘇州)나노기술 나노생체공학연구소의 장팅(張珽) 연구팀은 착용 가능한 유연성 생체모방 촉각센서인 생체모방 인공 전자피부를 개발하였다고 밝혔다. 이 부품은 미세한 작용력에 대한 고민감성 고속 측정이 가능하며, 특히 맥박, 심장박동, 후두근육 진동 등 인체건강과 관련된 생리신호에 대한 실시간 감시가 가능한 것으로 의료분야에서 응용전망이 밝다. 관련 연구논문은 “Advanced materials” 표지논문(2014, 26, 1336-1342)에 실렸다.

유연성 생체모방 센서란 인체의 촉각, 후각, 미각, 청각, 시각 등 감지기능이 있는 유연성 인공 전자부품을 가리킨다. 이 부품은 소비전자, 군사, 의료건강 등 산업분야에서 응용 잠재력이 크다. 유연성 전자학이 발전하면서 신형의 부착, 착용, 휴대 및 구김 등이 가능한 유연성 전자학 부품에 대한 연구가 인기 연구과제가 되었다.

전자피부의 원리는 마이크로나노구조의 유연성 기판과 고민감성 나노 전기전도재료를 결합시킨 것으로, 전기전도재료가 미세한 압력을 받거나 촉각 변화로 인한 전기신호변화를 이용해 인체의 각종 생리지표를 측정함으로써 인체 건강상태의 실시간 검진 평가를 실현하였다.

연구팀은 탄소나노튜브 도전박막 제어성 제조기술을 토대로, 저가의 실크를 템플릿(template)으로 고가의 제조공법이 복잡한 실리콘 템플릿을 대체하여 마이크로나노구조 유연성 도전박막의 제어성 제조를 실현하였고, 고민감성, 최저 탐지한계와 고안정성 유연성 생체모방 전자피부를 구축하였다.

연구팀은 생체모방 전자피부를 맥박이나 언어 등 인체 생리신호의 실시간 고속 측정에 응용하였는데, 사람이 말할 때 후두근육 운동으로 생성된 미약한 압력변화 및 맥박파형 변화분석을 통해 언어식별과 인체의 다양한 생리상태의 정확한 측정을 실현하였으며 언어보조출력시스템, 인체 건강평가와 질병 조기진단 등에 널리 응용될 것으로 전망된다.