유연전극을 이용한 전자 패치 (사진=한국과학기술연구원 제공)
국내 연구진이 최대 18.8배까지 늘어나는 고신축 전극을 개발했다. 차세대 웨어러블 기기의 전자 피부 등에 활용될 전망이다.
한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 복합소재기술연구소 홍재민 박사팀은 하이드로겔-고무 복합소재와 은(Ag) 전극을 결합한 고신축 전극을 개발했다고 30일 발표했다.
유연성 전극은 변형에도 전기적 특성을 얼마나 유지하느냐가 관건인데, 기존 실리콘 계열은 피부 등 인체 조직보다 변형률이 낮아 착용감이 좋지 않은 단점이 있었다고 KIST는 설명했다.
연구진은 변형률이 높으면서 피부와 유사한 질감을 가지는 하이드로겔에 주목했다. 하이드로겔은 기저귀·콘택트렌즈·화상 상처용 붕대류 등에 주로 쓰이는 소재다.
하이드로겔 위에 고무를 머리카락 두께의 반 정도로 얇게 코팅해 은 잉크를 결합하는 방법으로, 세계 최고 기록인 18.8배의 신축성을 기록했다. 기존 유연 전극들의 신축성은 최대 5~6배 정도다.
높은 신축성으로 전자 피부로 쓸 때 훨씬 더 편안한 착용감을 줄 수 있고 대면적 회로 형성에 유리한 장점을 갖췄다.
홍 박사는 "향후 이 기술은 전자 피부와 부착형 의료기기 등 다양한 분야에 접목돼 웨어러블 기기와 소프트 로봇 혁신에 기여할 것"이라고 밝혔다.
이번 연구는 산업통상자원부와 과학기술정보통신부가 지원한 KIST 기관고유사업으로 수행됐다. 연구결과는 재료 과학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 게재됐다.