인더뉴스 이진솔 기자ㅣ평상시 딱딱한 전자기기였다가 몸에 부착하거나 장기에 이식하면 부드러운 형태로 변하는 기기 플랫폼 기술이 구현됐습니다. 전자제품과 생체의학, 로봇 공학 분야에 적용되면 편의성, 휴대성, 생체적합성을 높일 수 있을 것으로 전망됩니다.
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 정재웅 교수 연구팀이 딱딱하고 부드러운 형태를 전자기기에서 선택적으로 구현하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔습니다.
KAIST 변상혁 연구원과 한국전자통신연구원 심주용 박사가 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 1일 자로 게재됐습니다.
기존 전자기기는 사용 목적에 따라 특정 강성을 갖도록 설계됩니다. 스마트폰이나 노트북은 딱딱한 형태로 손에 쥐거나 테이블에 놓고 사용하기에 적합합니다. 반대로 유연 신축성 전자기기는 착용성이 뛰어나 웨어러블 형태로 활용되는 경우가 많습니다.
하지만 딱딱하거나 유연한 성질에 따라 사용 목적이 국한된다는 문제가 있습니다. 딱딱한 전자기기는 신체에 착용하기 불편하고 생체이식 시 조직 파괴나 염증을 유발할 수 있습니다. 반면 유연 신축성 전자기기는 쉽게 모양이 변하기 때문에 웨어러블이 아닌 경우에는 사용성이 떨어집니다.
이번 연구에서 핵심 소재는 갈륨(Gallium)입니다. 금속이지만 녹는점이 낮습니다. 생체 온도(29.8℃)에서 녹는점을 가져 신체에 탈부착할 경우 고체와 액체 간 상태 변화를 일으킵니다.
연구팀은 갈륨(Gallium)과 중합체(polymer)를 이용한 합성물질을 만들어 온도에 따라 강성률을 바꿀 수 있는 전자 플랫폼을 구현했습니다. 이를 유연 신축성 전자회로와 결합해 새로운 형태의 전자기기를 만들었습니다.
또한 연구팀은 강성을 변환시킬 수 있는 압력 센서도 구현했습니다. 목적에 따라 민감도와 압력 감지 범위가 조절됩니다. 뇌 조직에 이식하면 부드럽게 변하는 뇌 탐침도 개발했습니다. 기존 딱딱한 탐침과 비교해 뇌 손상과 염증 반응을 줄일 수 있을 것으로 보입니다.
전자기기 강성도를 변화시킬 수 있는 특징을 활용하면 기존 전자기기가 갖던 한계를 극복할 수 있을 것으로 예상됩니다. 평상시에 딱딱한 형태로 사용하다가 이동할 때 몸에 부착해 웨어러블 형태로 휴대성을 높이는 것도 가능합니다.
이 기술은 웨어러블, 임플랜터블(이식), 센싱기기와 로봇 등에 적용돼 다목적 전자기기 시스템 개발을 이끌 것으로 기대됩니다.
정재웅 교수는 “일반 전자기기와 유연 기기가 갖는 단점은 없애면서 사용 목적에 따라 각각의 장점을 극대화할 수 있는 전자기기를 개발했다”며 “이를 이용하면 전자기기의 활용 폭을 크게 넓힐 수 있을 것”이라고 말했습니다.
