랩 위에 고감도 센서 장착 3D터치 키보드 개발

연세대 연구팀 ‘스몰’ 표지논문
손가락 힘 세기로 대소문자 구별
휘어지는 고감도 투명 압력센서
주방 랩·OHP 필름에 올려 제작
혈압기 등 웨어러블 기기도 활용 

연세대 연구팀이 개발한 고감도·광투과성을 겸비한 플렉서블 압력센서. 연세대 제공

국내 연구진이 주방용 랩 위에 잘 휘어지는 고감도 투명 압력센서를 올려 

손가락으로 누르는 힘의 세기에 따라 대소문자를 구별하는 3D터치 키보드 기술을 개발했다.

연세대 신소재공학과 심우영 교수 연구팀은 12일 “나노입자를 활용해 주방에서 사용하는 랩이나 

오버헤드 프로젝트(OHP) 필름 등 다양한 일상 재료 위에 장착할 수 있는 고감도 투명 플렉시블 압력센서를 개발했다”고 밝혔다.

연구팀의 성과는 나노분야 국제학술지 <스몰> 표지논문으로 게재됐다.

3D 포스터치가 가능한 키보드. 손가락으로 누르는 힘의 세기에 따라 자동으로 대문자와 소문자를 구별해 출력한다. 연세대 제공

유리처럼 투명하고 종이처럼 휘어지는 플렉시블 기기나 웨어러블 기기는 차세대 정보통신 기술로 각광을 받고 있지만 아직 넘어야 할 기술적 한계가 많다. 표면처리 공정은 복잡하고 비용이 높아 상용화에 어려움을 겪고 있고, 터치센서의 민감도를 높이기 위한 표면의 미세구조로 인해 투명도가 떨어지는 점은 대중화의 걸림돌로 작용하고 있다.

연구팀은 빛이 잘 투과하는 실리카 나노입자가 터치센서 표면에 돌출하도록 설계했다. 연구팀은 “플렉시블한 기판 위에 투명 전극, 실리카 비드(크기가 약간 큰 입자), 유전층을 살짝 덮은 압력센서를 제작했다. 비드가 유전체 층 내부에 매입돼 돌출된 구조를 만들어 공기층을 형성해 민감도는 높이고 우수한 투명도는 유지되도록 했다”고 밝혔다. 거친 표면을 이용해 압력감지 성능이 극대화됐고, 터치센서를 투과해도 색깔의 변화 없이 선명하게 보였다.

연구팀 성과가 표지논문으로 실린 국제학술지 <스몰>. 연세대 제공

연구팀은 개발한 압력센서를 활용해 압력모니터링 헬스케어 센서와 3D 포스터치(손가락으로 누르는 힘의 강도를 인식하는 촉각 센서 기술)가 가능한 키보드를 만들었다. 헬스케어 센서는 인공 혈관에 부착돼 인공 혈관의 압력 변화를 연속적으로 감지할 수 있었다. 키보드로는 사용자의 터치 세기에 따라 자동으로 대문자와 소문자를 구별해 출력할 수 있었다.

심우영 교수는 “이 연구는 어느 한쪽은 포기해야 하는 관계로 여겨지던 민감도와 투명성 두 마리 토끼를 다 잡는 압력센서를 개발한 것이다. 앞으로 고성능 사용자 터치 인터페이스와 웨어러블 기기 등으로 널리 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr

출처: 
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/835650.html#csidxb01a626f9791762b131b9cbbe92435a