불규칙한 기계적 움직임을 일정한 진동으로 변환하는 범용 자가발전 마찰전기 센서 플랫폼 (2026.06.15)

불규칙한 기계적 움직임을 일정한 진동으로 변환하는 범용 자가발전 마찰전기 센서 플랫폼

기계공학과 김종백 교수 연구팀은 경북대학교 연구팀과 공동으로 한지에 맥신(MXene)을 코팅한 다층 구조를 활용하여 넓은 압력 범위에서 높은 감도를 유지하는 유연 촉각 센서를 개발하였다. 연구팀은 전기전도성이 높은 2차원 소재인 맥신을 한지의 다공성 섬유 표면에 침지 코팅하고, 이를 세 층으로 적층하여 압력에 따른 섬유 및 층간 접촉저항 변화를 극대화하는 구조를 구현하였다. 이를 통해 1–1000 kPa의 넓은 압력 범위에서 15 kPa^-1이상의 감도를 유지하였으며, 특히 1–10 kPa의 저압 영역에서는 245.4 kPa^-1의 높은 감도를 달성하였다. 또한 약 193 ms의 빠른 응답속도와 1000회의 반복 가압에 대한 내구성을 확보하고, 센서를 장갑과 손목밴드에 통합하여 손가락 움직임과 맥박, 접촉 세기를 측정하였다. 나아가 블루투스 통신을 통해 가슴압박의 세기와 빈도를 실시간으로 확인하는 심폐소생술 훈련용 피드백 시스템을 구현함으로써, 웨어러블 헬스케어 및 인간–기계 인터페이스에 적용 가능한 종이 기반 촉각 센서의 가능성을 제시하였다. 본 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘Small’ (Impact Factor: 11.8)에 게재되었으며, 표지 논문(Front Cover)으로 선정되었다.

관련 논문 링크: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.74205