한국재료연구원은 종이처럼 둘둘 말아 쓸 수 있는 광센서 소재를 국내에서 처음 개발했다.

연구원 에너지전자재료연구실 김용훈 박사팀이 개발한 롤러블 근적외선 광센서 기술의 특징은 최근 각광받는 차세대 2차원 나노소재를 이용해 머리카락 정도의 얇은 두께로 종이처럼 손쉽게 말 수 있는 점이다. 사용자의 움직임에 따른 소음이 적고 자유자재로 변형할 수 있어 붙이는 패치 형태로 응용하고, 차세대 신체정보 모니터링 플랫폼으로 개발이 기대된다. 기존에는 2차원 나노소재를 기계적으로 박리하거나 고온에서 합성 후 원하는 기판에 전사해야 했다.

연구팀은 광반응성이 뛰어난 2차원 나노소재를 유연기판 위에 직접 성장시킬 수 있는 저온 플라스마 공정기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 100℃ 이하의 낮은 온도에서도 손쉽게 고품질의 2차원 나노소재를 연속으로 합성할 수 있고, 별도의 전사공정이 필요 없어 가격 경쟁력도 확보했다.

몸에 부착하거나 착용하여 사용하는 전자장치인 웨어러블 디바이스 분야 세계 시장 규모는 지난해 기준으로 약 520억 달러에 이른다. 특히 사람 피부에 간편하게 부착하거나 밴드와 같이 패치 형태를 지닌 광센서는 빠른 속도로 성장하는 웨어러블 디바이스의 중요한 핵심 부품이다.

김용훈 선임연구원은 "이 기술을 상용화하면 미국과 유럽, 일본을 중심으로 한 웨어러블 헬스케어 분야의 국외 의존도 감소는 물론 수입 대체까지 가능하다"면서 "앞으로 이를 기반으로 패치형 전자 피부(Electronic Skin) 시장 선점까지도 노려볼 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 나노 및 소재 기술개발사업 소재혁신선도프로젝트(국가핵심소재연구단) 사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구결과는 세계적 학술지인 <나노스케일(Nanoscale)> 올해 1월 14일 자 표지논문으로 게재됐다.