미래창조과학부와 글로벌프런티어 나노기반소프트일렉트로닉스 연구단(단장 조길원)은 “인체 피부 감각기관”을 세포수준까지 심층적으로 모사해 저전력 또는 무전원으로 작동하는 부착 가능한 초고감도 소프트 압력센서를 개발했다”고 밝혔다.
이 기술의 핵심인 이온채널 센서는 인체 감각기관 생체 세포의 메커니즘을 모방한 인공센서로 이온 액체의 운동에너지를 활용해 많은 에너지원이 필요하지 않아 반영구적으로 사용가능하다.
또 전자회로, 증폭기 등 전자소자가 많이 필요하지 않고, 유연성을 가져 인체의 곡면 부위와 다양한 형상에서도 압력 검출이 가능한 신개념의 웨어러블 압력소자다.
'이온채널 (ion channel)'은 세포막에 있는 기공 형태의 단백질로서 이온이나 물분자를 세포 내․외부로 이송하는 역할을 한다. 인체 감각기관도 자극을 받아들이는 부분과 이온채널이 결합된 구조로 되어 있으며, 이온채널에서 이온이 움직일 때 발생하는 신호를 신경을 통해 뇌가 인지하게 된다.
한창수 교수 연구팀 (고려대)은 이온채널시스템을 포함하는 감각기관의 생체 세포를 모방해 압력 수용기, 전해질, 이온채널의 세 가지 요소를 결합한 저전력 및 무전원의 고감도 소프트 압력센서를 구현했다.
미래부 및 연구관계자는“이번 연구는 기존의 개념과 전혀 다른 새로운 형태의 센서로서 소모 전력이 문제가 되는 다양한 산업분야에 적용이 가능하며, 동물의 감각기관을 모사한 센서 개발 등 새로운 개념의 다양한 센서를 창출하는 핵심원천기술이 될 것으로 기대 된다”며 연구의 의의를 설명했다.
이번 연구는 세계적인권위의 나노분야 학술지인 ACS 나노지 4월 12일자에 온라인 게재됐다.