국내 연구진이 온도, 습도 및 촉각 뿐만 아니라 후각까지 인식 가능한 전자피부를 세계 최초로 개발했다. 이번 연구에는 숭실대 김도환 교수, 카이스트 정희태 교수 등과 서울대, 부산대 등 연구진이 참여했다.

이번에 개발한 전자피부 기술은 촉각, 온도, 습도 이외에 다양한 유해가스 및 유기용매 등을 분별하는 후각 기능도 갖추고 있다. 앞으로는 스마트폰이나 로봇이 우리 주변에서 유해가스가 발생하는 즉시 ‘냄새’를 맡아 알려주거나, 접촉한 사람의 체온과 땀의 정보를 분석하여 건강상태를 체크해주는 일 등이 가능해질 전망이다.

연구진이 개발한 전자 피부는 ‘전기용량’이라는 특성을 이용한 것으로, 압력, 터치와 같은 촉각뿐만 아니라, 온도 및 습도, 유해가스 및 유기용매에 의해서도 전기용량이 변화한다는 점에 착안하였다. 휘어지고 늘어나는 피부로서의 특성을 가지면서도, 지금까지 보고된 촉각 감지 중심의 전자피부와는 달리 하나의 소자가 촉각과 후각을 동시에 감지 가능함을 확인하였다.

전자 피부(e-skin)는 웨어러블 건강진단기기, 감각을 느끼는 디스플레이, 다기능성 로봇 피부 등 응용 분야가 다양하여서 최근 많은 관심을 받는 연구분야이다. 그러나 보고된 대부분의 전자 피부들은 압력, 응력, 터치와 같은 촉각형 자극에 대한 민감성 향상에만 초점을 두고 있어서, 생리학적으로 촉각형 자극뿐만 아니라 온도와 습도변화를 복합적으로 감지하는 인간의 피부를 모방하는데 큰 한계점을 가진다.

연구를 주도한 숭실대 유기신소재‧파이버공학과 김도환 교수는 “이번에 개발한 ‘냄새 맡는 전자 피부’는 미세한 물리적인 변형(압력, 응력)에 의한 전기용량의 변화를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 터치 혹은 유해가스 및 유기용매의 미세한 변화를 감지하여 사용자 주변 환경 및 생체신호를 진단할 수 있다는 점에서 향후 차세대 플렉서블 디스플레이, 극한 환경 및 사고 감지용 스마트 로봇피부 등 인간 친화적 전자기기 구현을 위한 원천기술로 응용되어 큰 부가가치를 창출할 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.

이번 연구 성과는 재료과학 분야 세계적 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)의 표지 논문으로 선정되었으며 현재 연구팀은 관련 기술로 2건의 국내 특허를 출원한 상태다.

이 연구는 미래창조과학부 글로벌프런티어사업(나노 기반 소프트일렉트로닉스연구단)과 신진연구자지원사업의 지원으로 수행되었다.