[언론보도] 홍용택 교수, 피부에 붙는 신축성 높은 전자회로 개발(전자신문,2017.03.29)
<첫번째 줄: (왼쪽)스트레인 분산구조의 소프트 플랫폼과 물결구조 전극, (오른쪽)소프트 플랫폼 상 구현된 LED 어레이 두번째 줄: (왼쪽부터)전가산기, 패치 형태의 손목 시계, 패시브 매트릭스 LED 디스플레이>
신축성이 높아 사람 피부처럼 부드러운 표면에 붙일 수 있는 전자회로 기술이 개발됐다. 홍용택 서울대 전기정보공학부 교수 연구팀(변정환, 이병문 연구원)은 굴곡이 다양한 표면 어느 곳에나 부착 가능한 신축성 웨어러블 기기 상용화를 위한 핵심 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
신축성 전자 회로는 맥박이나 호흡, 산소 포화도의 측정뿐만 아니라 혈액이나 땀의 분석, 근육과 뇌 활동 같은 신체 정보를 비침습적으로 모니터링할 수 있는 패치처럼 사용될 수 있다. 하지만 기존 공정은 복잡하고 비싸며 기능 다양성과 디자인의 자유도가 현저히 떨어지는 한계가 있었다.
홍 교수는 “신축성 전자 회로 개발시 주로 단위 소자 기술에 국한돼 있어 완전한 시스템을 구현하려면 상대적으로 거대하고 딱딱한 기판에 외부 구동 회로를 구현해야 했다”면서 “연구팀은 인쇄공정기술을 이용해 고분자 탄성중합체 PDMS(Polydimethylsiloxane) 내 스트레인 분산 구조를 탑재해 신축 시에도 성능 변화가 없는 PCB 구현에 성공했다”고 설명했다.
연구팀은 잉크젯 프린팅과 디스펜싱 등의 인쇄 공정을 이용해 탄성 계수가 낮은 신축성 기판 내부에 높은 탄성 계수를 갖는 플라스틱 물질을 삽입했다. 그 결과 50% 이상 외부 스트레인(원래 기판 크기를 1.5배로 늘리는 상태)에도 2% 미만의 아주 낮은 스트레인을 느끼는 영역을 갖는 신축성 소프트 PCB 플랫폼을 만들었다. 두께는 50㎛(마이크로미터) 수준이며 14인치까지 넓게 만들 수 있다.
연구 결과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 24일자 온라인 게재됐다. 이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프론티어프로젝트 소프트일렉트로닉스사업단, 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 진행됐다.
