나노입자를 이용한 유연한 센서는 훌륭한 인공피부를 만들 수 있다.

박영숙 기자  

인간의 피부가 손상되었을 때 인공피부를 입히거나, 또 결국 피부 속으로 들어가는 컴퓨터나 스마트폰 이용을 위한 인공피부 연구가 활성화되고 있다. 인공피부는 3D 프린터로 실제 얼굴위에 프린트를 하여 피부를 교체할 수도 있게 되는 단계까지 가며, 바이오컴퓨터가 나오는 2028년경에는 많은 사람들이 자신의 몸에 다양한 인공피부를 호주머니처럼 달아서 다양한 기기나 기구를 몸에 붙여서 다니게 된다.

그 이유는 고령인구들이 증가하면서 건망증이나 치매, 또는 정신이상 등으로 이어지면 사람들의 병력이나 치매로 길을 잃은 사람들의 이름이나 연락처를 인공피부에 칩으로 심기 때문이다.

PVC 기판위에 금나노 입자를 사용하여 인공피부를 만드는 곳이 바로 이스라엘 기술 테크연구소이다. 놀라운 정확도를 가진 압력, 습도와 온도를 감지하며, 저렴하고 유연한 센서의 새로운 유형을 구축했다. 센서는 다리나 수족 절단 수술받은 사람에게 새로운 다리를 만들어 줄 인공 피부를 만드는데 사용된다. 특히 로봇에게 사람 닮은 인공피부를 제공하며 균열을 모니터링하는 데 인간의 눈이 필요없이 인공피부가 균열을 감지토록 시키는데도 사용한다.

종래에 개발된 것은 거의 정확하게 인간의 손가락으로 감지하여 압력을 느낄 수 있다. 매우 적은 전력을 소모하기 때문에 매력적이며 정교하지만 인간의 피부는 달리 단지 압력을 감지 할 수 있는 정도이었다.

그러나 새로 개발 된 센서는 더 많은 작업을 수행한다. 연구를 주도한 호삼 해크교수는 이 디바이스는 "현재 기존의 터치 기반 전자 피부 시스템보다 터치에서 적어도 10배 더 민감하다"고 1도 보다 낮은 해상도의 온도도 측정 할 수 있으며 오차는 9% 마진 정도이다.

유연한 센서는 매우 적은 전력을 사용하여 싸고, 굽힘이 유연하다. 센서의 핵심은 단일층으로 덮인 금으로 직경 5-8 나노미터 나노입자와 리간드라는 보호 커넥터 분자에 의해 둘러싸여 있다. 구조의 기판은 PET로 구성되어 저렴하고 일반적인 플라스틱은 플라스틱 병으로 사용된다.

회로가 구부러질 때 물질변화의 형상과 입자는 전자가 장치를 통과하는 속도에 영향을 미치는 수준에서 가까이 이동한다. 센서는 이러한 변화를 측정, 밀리그램 수 정도의 압력의 범위를 감지 한다.

연구팀은 또한 기판의 두께 및 재질을 변경하여 센서가 얼마나 민감하게 제어 할 수있는지를 밝혔다. 이 센서는 같은 엔진에서 교량 및 균열에 대한 모니터링을 할 수도 있다. 연구를 설명하는 논문은 응용재료저널 및 인터페이스의 6월호에 발표되었다. *출처 : ATS/www.gizmag.com

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