"누르지 않아도 됩니다" 엘리베이터 버튼도 '언택트'

직접적인 접촉 없이 약 1cm 거리 습도 감지해 반응…감도 660배·감지시간 0.5초

ETRI 연구진이 개발한 센서를 엘리베이터 버튼에 적용해 직접 접촉 없이도 버튼이 작동함을 보이는 시연 모습/사진=ETRI

한국전자통신연구원(ETRI)이 신소재인 이황화몰리브덴(MoS2)을 이용해 피부의 땀과 같은 수분이나 사람의 호흡량을 고감도로 감지할 수 있는 습도 센서 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 기존보다 감도가 660배 뛰어난 비접촉 방식 센서다.

습도 센서는 습도에 따라 저항이 변화하며 전기 신호 출력이 달라지는 원리를 이용한다. 주로 현금자동입출금기(ATM)나 모니터 스크린 등 터치형 제품, 전자기기 방수 기능 등에 활용된다.

습도 센서의 감도를 높이면 접촉 없이도 반응이 가능한 ‘비접촉식 센서’개발이 가능하다. 이는 가전제품, 산업용 전자기기 뿐 아니라 원전계통 내방사선 센서로 활용이 가능하고, 특히 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산으로 인한 생활 방역 관련 기술로 많은 응용이 이뤄질 전망이다.

ETRI 연구팀이 개발한 습도 센서 감도는 세계 최고 수준인 66,000% 이상이다. 기존 센서보다 660배 이상 뛰어나다. 감지 시간도 0.5초로 5~6초씩 걸리던 기존 상용 센서보다 최대 12배 빠르다.

연구진은 양극산화알루미늄 기판 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 구멍에 이황화몰리브덴을 코팅, 가로 5㎜, 세로 5㎜ 크기의 벌집 구조를 이루는 센서로 만들었다.

ETRI 연구진이 개발한 센서를 피부에 대어 피부 습도 상태를 스마트폰으로 확인하는 시연 모습/사진=ETRI

이 같이 센서가 벌집 구조를 이루면 수분, 수증기 등을 감지할 수 있는 비표면적이 넓어지므로 기존 센서 보다 감도가 월등히 높아진다고 연구팀은 설명했다.

이 센서는 피부 수분량, 운동 전후 땀 배출량 및 호흡량의 차이 등을 감지한다. 실제로 손으로 직접 터치를 하지 않아도 손에 미량의 수분을 센서가 감지하고 패치형으로 센서를 만들어 피부에 붙여 운동 전후 땀의 양 변화나 운동 강도에 따른 호흡량 측정도 가능하다.


또 이 원리를 이용하면, 신체 각 부위의 수분량 측정이 손쉽게 가능해져 피부 습도와 관련된 디지털 헬스케어, 뷰티·미용 보습 제품, 공기청정기 등에 활용될 전망이다.

특히, 코로나19 예방 수칙에 따라 생활 주변 사물들에 대한 위생·소독에 관심이 많아지면서 출입문, 엘리베이터 버튼 등 터치식 제품의 대안 기술로도 관심이 높아질 것으로 예상된다.

연구진은 간단한 비접촉 센서 시제품을 개발해 시연한 결과, 1cm 내외로 손가락을 가져가면 신호 감지가 이뤄졌다고 밝혔다.

최춘기 ETRI ICT창의연구소 신소자연구실 박사는 “이번 기술을 이전하면 2년 내 상용화가 가능할 것으로 보고 있다”고 말했다.

ETRI 연구진이 개발한 센서를 이용해 피부 상태를 진단할 수 있는 뷰티미용 제품을 개발한 예시 CG 모습/사진=ETRI