IoT·로봇 개발등 다양한 분야 활용 기대
고분자 나노막 한계 극복
투명 전도성 나노막 개발
울산과학기술원(UNIST) 연구진이 사람의 피부에 붙여서 소리를 출력할 수 있는 ‘투명한 스피커’와 성대 진동을 감지해 인식하는 ‘투명한 마이크로폰’을 개발했다.
웨어러블 전자기기는 물론 사물인터넷(IoT)과 로봇 개발 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.
UNIST는 고현협 교수팀(에너지 및 화학공학부)이 투명하면서도 전기 전도성이 있는 ‘나노막(Nanomembrane)’을 만들고, 이를 음향소자에 응용해 다양한 사물에 부착할 수 있는 스피커와 마이크로폰을 개발했다고 5일 밝혔다. 나노막은 ‘나노미터(10억분의 1m)’ 수준의 두께로 아주 얇은 막이다.
고분자 나노막은 어디든 잘 달라붙고, 무게가 가벼우며, 유연한 소재로서 활용 가능성이 높다. 하지만 얇기 때문에 잘 찢어지고, 전기전도성이 없다는 한계가 있었다.
고 교수팀은 고분자 나노막에 은 나노와이어(Siver Nanowire)를 함몰시켜 두 단점을 해결했다. 전기가 잘 통하는 은 나노와이어로 그물 구조를 형성해 100 나노미터 두께의 나노막에 전기가 통하면서 기계적인 특성도 향상시킨 것이다.
고 교수팀은 “이 막은 얇고 유연해 손가락 지문처럼 굴곡진 미세한 표면에도 자연스럽게 달라붙고, 미세한 진동에도 민감하게 반응해 소리를 입·출력하는 음향소자에 활용할 수 있다”고 설명했다.
고 교수팀은 이 막을 활용해 피부 등에 붙여서 소리를 낼 수 있는 ‘초박막형 스피커’와 성대의 떨림을 감지하는 ‘웨어러블 마이크로폰’을 만들었다. 또 웨어러블 마이크로폰을 이용해 특정 사용자의 목소리 주파수 패턴을 구별할 수 있는 ‘음성지문 보안 시스템’도 구축했다.
고 교수는 “로봇에 이 기술을 적용하면 스피커는 사람의 입처럼, 마이크로폰은 귀처럼 쓰일 수 있다”면서 “사물인터넷 발달로 인공지능 스피커나 음성보안 등의 센서기술이 주목받는 만큼 이번 연구성과도 산업적 파급력이 클 것”이라고 말했다.
연구진은 이번에 개발한 나노막 제조기술이 IoT, 로봇, 웨어러블 전자산업에서 원천 소재 기술로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
한편 이번 연구는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 3일(현지시간)자에 발표됐다.
차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr