맥가이버(MacGyver)가 자랑스러워할 것이다. 중국 연구진이 종잇조각에 보통의 연필로 사각형을 그려서 종이가 얼마나 많이 구부러지는지를 측정할 수 있는 강력한 고감도 센서를 만들었다. 이 아이디어는 착용형 전자장치의 주문제작, 로봇이나 다른 기계의 움직임 감시, 혹은 문이나 책과 같은 물체가 열렸을 때 경보를 울리는데 이용될 수 있을 것이다. 또한 공정이 충분히 저렴하고 간단하기 때문에 DIY(do-it-yourself) 프로젝트와 연구에서 유용할 것이며, 자원이 제한된 경우에도 유용할 것이라고 발명자들은 말했다. 그리고 이 기술을 확장하면 착용형 기술에 이용될 센서들의 가격이 절감될 수도 있을 것이다.

종이에 그려진 흑연 사각형은 전기를 전도하지만, 상당히 높은 저항을 가진다. 종이가 구부러지면, 사각형이 어떤 방식으로 비틀어지는가에 따라서 사각형의 저항은 증가하거나 감소한다. 그 저항을 측정함으로써, 구부러진 정확한 각도가 검출될 수 있다. 이 종이를 손가락에 붙임으로써, 연구진은 수족의 움직임을 감시할 수 있다는 것을 증명했다. 또한 그들은 자에 부착하여 자가 얼마나 구부러졌는지를 측정할 수 있다는 것도 증명했다. 이것은 자에 가해진 압력을 측정하기 위한 것이었다. 그리고 책의 접은 곳 내부에 놓였을 때에는 책이 펼쳐진 각도를 측정할 수도 있었다. 이 센서의 정확도는 상용 센서에 필적한다는 것을 연구진은 증명했다. 또한 이 센서는 감도의 손실과 거의 아무런 비용 없이도 수천 번 사용될 수 있다고 연구진은 말했다.

이 센서의 목적은 아직은 개발되지 않은 다른 부품들에 의존하는 착용형 기술에 이용하는 것이라고 베이징과학기술대(University of Science and Technology Beijing)의 유에 장(Yue Zhang)은 말했다. 그러나 단기적으로는 다른 용도에 이용할 수도 있다고 그는 생각한다. “기존 센서보다 더 저렴한 경보시스템을 예상할 수 있다. 협력할 관련 회사를 찾기 위해서 우리는 적극적인 노력을 하고 있다”고 그는 말했다.

이번 연구는 노스웨스턴대(Northwestern University)의 지아싱 후앙(Jiaxing Huang)과 동료들의 비슷한 센서에 관한 이전 연구를 그 기반으로 하고 있다. “연필로 그리는 장치는 저렴하고 융통성이 있으며 신속히 만들 수 있다. 그러한 장치는 자원이 제한된 상황에서 유용할 것이다. 연필로 그리는 일은 종이 위에 재료를 증착하기 위한 매우 편리한 방법이다. 어떠한 용매도 사용하지 않기 때문에, ‘습식’ 인쇄 기술에서 고려되어야 하는 용매의 독성, 잉크의 안정성, 잉크의 기화 및 퍼짐과 같은 많은 문제들을 피할 수 있다”고 후앙은 말했다. 이 기술은 공장에서 이러한 종류의 센서들을 생산하도록 확장될 수 있다고 후앙과 장은 말했다. 그러나 이 기술은 DIY 프로젝트나 교육 분야에서도 유용할 것이다. “사람들은 착용형 센서, 경보장치, 혹은 그러한 장치에 포함되는 착용형 가변저항과 같은 장치들을 제작하는데 이 기술을 이용할 수 있다”고 장은 말했다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』