연구성과

전자 최수석 교수팀, “당신의 건강은 무슨 색?”…건강·움직임 정보 색깔로 볼 수 있을까

2022-09-21 142

[최수석 교수팀, 스트레처블 광 소자의 전기 조절 색 변화 원리 최초로 밝혀]

[“전류 세기에 따라 달라지는 색 정확히 표현할 수 있어…
신축성 웨어러블 기기·차세대 디스플레이에 활용 기대↑”]

모든 사람의 공통적인 바람은 ‘건강한 삶’일 것이다. 최근 웨어러블 기기가 급속도로 발전하면서 심박수뿐만 아니라 심전도 등 다양한 건강 정보와 운동 상태 확인이 가능해지고 있다. 나아가, 이러한 건강·움직임 정보를 양호할 땐 ‘파란색’, 좋지 않을 땐 ‘빨간색’과 같이 색깔로 알아볼 수 있는 웨어러블 헬스케어 기기가 나온다면 어떨까?

전자전기공학과 최수석 교수·박사과정 신준혁 씨·석사과정 박지윤·한상현 씨 연구팀은 서울대 신소재공학과 선정윤 교수·박사과정 이윤혁 씨 연구팀과의 공동연구를 통해 전기를 가하면 색이 바뀌는 스트레처블 소자(stretchable)의 작용 원리를 최초로 밝혔다. 이를 활용하면 전류 세기를 조절해 소자의 색을 자유자재로 바꿀 수 있다.

유연하고 신축성 있는 스트레처블 소자는 독특한 특성 때문에 차세대 디스플레이나 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 기술로 급부상하고 있다.

다만 지금까지 소자를 구성하는 나노입자의 색이 전기에 의해 바뀐다는 사실만 알려졌을 뿐, 원하는 색을 마음대로 표현할 수는 없었다. 계속해서 모양이 바뀌는 소자를 정확하게 측정하기 어려워 그 작용 원리가 밝혀지지 않았던 까닭이다.

연구팀은 움직이는 소자를 정확히 측정하는 시스템을 구축해 색 변화 메커니즘을 밝히는 데 성공했다. 연구 결과, 나노입자가 전기를 받으면 입자 간 거리가 바뀌면서 색이 달라지는 것으로 조사됐다. 연구팀은 이를 바탕으로 입자 간 거리를 계산하는 이론 모델을 세워, 원하는 색을 자유자재로 표현할 수 있는 가능성을 열었다.


이 연구성과를 웨어러블 헬스케어 기기에 적용하면 다양한 색으로 건강 상태와 다양한 운동 동작 상태를 표현할 수 있을 것으로 기대된다. 이뿐만 아니라, 유연한 디스플레이나 위조 방지 센서·광학 센서 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있다.


한편, 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 내부 표지(Inside Back Cover)로 최근 선정된 이 연구는 한국연구재단 나노소재 기술개발사업과 산업통상자원부 디스플레이 혁신공정 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.