미국과 인도 과학자들이 손잡고 전자와 열생물의 감지 능력을 조화시킬 수 있는 나노공정 하이드로겔(水凝胶)을 리용해 3D 프린팅 기술로 새로운 전자피부를 개발했다. 이 새로운 피부는 인간의 피부처럼 구겼다가 늘일 수 있는 감지능력을 갖추고 있어 로보트, 의족, 운동과 헬스, 안전 시스템, 인간과 컴퓨터의 상호작용 등에 활용될 것으로 기대된다. 관련 연구론문은 최신호 《선진기능 재료》잡지에 발표되였다.

인간의 피부는 두뇌가 외부와 련결되는‘다리’로서 촉감, 온도 및 압력을 통해 인체에 풍부한 피드백을 제공한다. 전자피부는 앞으로 운동, 체온, 심박수, 혈압 등 생명징후를 지속적으로 측정하는, 착용 가능한 설비와 같은 여러 분야에 응용될 것으로 보인다.

연구 책임자 미국 텍사스농공대학교 교수 자하보는 “전자피부를 만들기 위해서는 내구성 소재가 개발돼야 한다”고 지적했다. 이 재료들은 인간의 피부를 모방하는 유연성을 겸비해야 하며 생체 전기 감지능력과 착용 가능 또는 삽입식 설비에 적합한 제조기술을 리용해야 한다. 이를 위해 그들은 일종의 나노공정 하이드로겔을 개발해냈다.

연구진은 이황화게르마늄 나노 중의 ‘원자 결함’을 리용해 높은 전도성을 실현할 수 있도록 했다. 이렇게 전문적으로 설계된 이황화게르마늄 나노립자는 접합제 역할을 하여 하이드로겔을 형성하고 전자피부에 전도성과 열전도성을 부여한다.

연구자들은 하이드로겔 기반 시스템내에서 ‘3중 교차’전략을 도입했다. 처리와 조작이 쉬운 하이드로겔은 3D 프린팅 기술 개발로 전자피부에 부딪히는 몇가지 문제를 해결해 복잡한 2D 와 3D 전자 구조를 구축하는 데 도움이 된다. 한편 하이드로겔은 새로운 전자피부가 동적이고 습한 생체 표면에 더 잘 순응하고 달라붙을 수 있도록 하는데 이는 의료보건에 특히 중요하다.

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