선정윤 서울대 교수 연구팀이 이온을 포함한 하이드로젤(물로 이뤄진 젤리 같은 물질)을 이용해 매우 투명하면서도 신축성이 좋은 이온 기반 터치패널 제작 기술을 확보했다.

기존 터치패널은 단단하고 잘 깨지는 일렉트로닉스(전자가 전도체로 사용하는 모든 전기 장치와 이를 제어하는 기술을 통칭) 소재로 만들어져 플렉시블 기기(휘어지는 기기)나 웨어러블 기기(사람이 입거나 걸치고 사용할 수 있는 기기)에 적용하기 힘들다.

하이드로젤은 이온을 포함하면 일렉트로닉스와 마찬가지로 신호전달이 가능하다. 반면 생체 적합성과 인장성, 신축성이 높아 일렉트로닉스의 물리적 한계를 극복할 대안으로 꼽힌다. 하지만 연구가 많이 진행되지 않은 상태다.

선 교수 연구팀은 하이드로젤의 특성을 일렉트로닉스 기기에 적용할 수 있을 것으로 보고 실험을 거쳐 기존에 구현하지 못했던 구부러지고 늘어나는 터치패널을 구현했다. 하이드로젤로 만든 터치패널을 사람의 팔에 부착하고 그 기능이 동일하게 유지됨도 확인했다.

구체적으로 하이드로젤 터치패널은 초기 면적대비 10배 이상 늘려질 수 있다. 10배로 늘려진 상태에서도 터치포인트 위치를 감지할 수 있었다. 변형이 쉬워 인체 등 어떤 형태 표면에도 부착 가능하다. 인체에 부착하고 글씨쓰기, 음악연주, 게임 등 조작도 할 수 있다.

하이드로젤 터치패널 구동을 위해서는 표면 정전용량식 터치 감지 방식이 사용됐다. 패널의 네 모서리 끝을 흐르는 전류의 양을 측정해 이들의 비율을 통해 터치된 위치를 감지하는 방식이다. 구조가 단순하고 인식 속도가 빠르며 대화면을 만들 수 있는 것이 장점이다.

이번 연구가 기존 한계를 넘어선 터치패널을 구현했을 뿐만 아니라 이오닉(전자가 아닌 이온을 전도체로 사용하는 기술) 소재 연구가 실제 활용될 수 있음을 입증해 이오닉스라는 하이드로젤 기반의 새로운 연구 분야를 개척하는데 공헌을 했다고 미래부는 전했다.

선 교수는 "이오닉 신호전달 체계도 (일렉트로닉스 대비) 충분히 경쟁력이 있고 디바이스로 구성할 수 있다는 것을 보여줬다"며 "하이드로젤을 이용한 분야는 연구가 많이 이뤄지지 않았기 때문에 이번 연구성과를 통해 관련 분야에서 유리한 지식을 가지고 지속적으로 연구를 선도할 수 있을 것"이라고 했다.

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