인하대, 신개념 웨어러블 모션 모니터링 센서용 소재 개발 성공

김명웅·이근형 교수 연구팀, 새로운 구조의 고분자 전해질 합성

웨어러블 전자기기의 모션 모니터링 용 소자로 응용될 가능성 ↑

논문이 게제된 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 지난 2일자 31권 36호의 표지 이미지 [사진=인하대 제공]

인하대학교 대학원 화학·화학공학융합학과 김명웅·이근형 교수 공동 연구팀은 15일 모션 모니터링 센서의 정확도와 민감도를 높일 수 있는 신개념 이온성 액체 기반 고분자 전해질을 개발했다고 밝혔다.

연구팀에 따르면 모션 모니터링 센서는 특정 물체의 표면에 부착해 움직임에 따른 물리적 변형을 전기신호로 변환하는 소자로 웨어러블 전자기기의 핵심 요소로 지금까지 다양한 종류의 전도성 고분자 전해질이 모션 센서에 적용됐으며 민감도, 신축성, 부착성을 동시에 만족시킬 수 있는 소재 개발은 난제 중 하나로 여겨져 왔다.

하지만 연구팀은 이온성 액체 기반 고체 전해질의 중요 성질을 구현할 수 있는 새로운 구조의 고분자를 설계하여 합성하는 데 성공했다.

이번에 개발한 고분자 전해질은 뛰어난 민감도는 물론 특히 피부에 잘 밀착돼 달리기와 같은 격렬한 움직임까지도 지속적이고 안정적으로 전기신호로 변환할 수 있게끔 하며  더 나아가 다양한 움직임, 예를 들어 머리의 상하좌우 움직임을 다른 형태의 전기신호로 변환시킬 수 있어 최근 활발한 연구개발이 진행되고 있는 웨어러블 전자기기의 모션 모니터링용 소자로 응용될 가능성을 높였다.
 

(왼쪽부터) 인하대학교 대학원 화학·화학공학융합학과 석박사 통합과정 조경국, 안솔 학생 모습 [사진=인하대 제공]

화학·화학공학융합학과 석박사 통합과정에 재학 중인 안솔(지도교수 김명웅) 학생과, 조경국(지도교수 이근형) 학생이 주도적으로 연구를 진행한 이번 논문(영문명: Block Copolymer-Based Supramolecular Ionogels for Accurate On-Skin Motion Monitoring)은 연구의 중요성을 인정받아 소재 분야의 저명한 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 9월 2일자 31권 36호의 표지 논문으로 선정, 게재됐다.

안솔 학생과 조경국 학생은 화학·화학공학융합학과에서 수행하고 있는 대형 국책 사업인 BK21-4 사업의 지원을 받아 독창적인 연구를 진행해오고 있으며, 이번 논문 게재로 인하대 화학·화학공학융합학과의 우수성을 증명했다.

이근형 교수와 김명웅 교수는 “고분자의 기초 화학 구조부터, 고분자 전해질 형성, 소자 제작까지 화학적 원리를 좇아 세심하게 설계하여 연구한 결과”라며, “웨어러블 전자기기뿐 아니라 로보틱스 분야, 헬스케어 분야 등에 대해 넓은 응용성을 가진 기술”이라고 평가했다.

이번 연구는 한국에너지기술평가원(KETEP)의 에너지인력양성사업과 한국산업기술평가관리원의 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.