작성일 : 20-10-20 16:32
KIST 김재우 전북분원 구조용복합소재연구센터 박사팀, 기존 대비 850% 민감도 향상···피부처럼 멍드는 소재 개발
 글쓴이 : happy
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기존 대비 850% 민감도 향상···피부처럼 멍드는 소재 개발

  •  김지영 기자
  •  
  •  승인 2020.10.15 02:12
 

KIST, 차세대 응력 감응형 소재 민감도 개선

사람의 피부가 멍드는 것처럼 외부 힘에 색이 변하는 스마트 소재가 개발됐다. 기존 대비 850%가량 민감도를 향상시켰다. 물리적 충격으로 인한 색변화를 통해 쉽고 빠르게 수리할 수 있을 것으로 기대된다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 김재우 전북분원 구조용복합소재연구센터 박사팀이 웨어러블 센서, 인공 피부 소재로 사용할 수 있는 차세대 응력 감응형 소재의 민감도를 획기적으로 개선했다고 밝혔다.

물리적 자극을 받으면 화학구조가 변해 색이변하는 '스피로피란'은 콘크리트나 실리콘 등에 주입해 색이 변하는 스마트 소재로 활용한다. 하지만 이렇게 만들어진 실리콘의 경우 500% 이상의 높은 변형 후에야 색의 변화를 보일만큼 기계적 민감도가 낮아 실제 적용에 어려움이 있었다.

민감도를 높이기 위해 기존 연구들은 스피로피란과 소재를 합성하기 전에 스피로피란의 분자구조를 소재에 맞게 변형해 합성하는 방식을 사용해왔다. KIST 연구진에 따르면 기존과는 다르게 소재와 스피로피란을 합성한 이후에 특정 용매에 넣어 일종의 숙성과정을 통해 민감도를 향상시켰다. 용매를 통해 흡수시키는 시간을 조절하며 개발한 소재의 색, 형광의 변화를 관찰한 결과 처리 시간이 길수록 민감도가 향상됨을 확인할 수 있었다.

새로운 공정을 통해 개발한 스피로피란-고분자는 기존 대비 850%의 획기적인 민감도 향상을 보였다. 이러한 효과는 인장, 압축, 구부림 등 다양한 변형에서도 성공적으로 나타났다.

연구관계자는 소재별로 별도의 조작을 통해 민감도를 향상시키는 기존 방식과는 다르게, 단순히 용매에 넣어 숙성시키는 후공정만으로 민감도를 높인 새로운 방식은 다양한 소재에도 쉽게 적용할 수 있을 것으로 보고 있다. 

김재우 박사는 "본 연구를 통해 스피로피란 기반 응력 감응형 스마트 고분자 소재의 기계적 민감도를 획기적으로 개선할 수 있는 공정이 개발됐다. 분석을 통해 감도 향상에 대한 메커니즘을 규명했다"며 "이를 기반으로 미래형 웨어러블 센서 및 인공 피부로 응용 연구에 매진할 것"이라고 말했다.

연구결과는 고분자 분야 국제학술지 'Macromolecules' 최신호에 게재됐다.
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