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▶ 얇고 투명한 나노막 활용…사물인터넷·로봇산업 적용 기대
고현협 에너지 및 화학공학부 교수팀은 투명하면서 전기전도성이 있는 나노막(Nanomembrane)을 만들고, 이를 음향소자에 응용해 다양한 사물에 부착할 수 있는 스피커와 마이크로폰을 개발했다고 4일 밝혔다.
나노막은 나노미터(㎚·1㎚=10억 분의 1ｍ) 두께의 얇은 막이다.
고분자 나노막은 어디든 잘 달라붙고, 무게가 가벼우며, 유연한 소재여서 활용 가능성이 크다. 그러나 너무 얇아서 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 형성, 100나노미터 두께의 나노막을 만들고 기계적인 특성도 개선한 것이다. 은 나노와이어 그물 구조는 투명해서 그 결과물은 '투명 전도성 나노막'이 됐다.
이 막은 얇고 유연해 손가락 지문처럼 굴곡진 미세한 표면에 자연스럽게 달라붙는다. 또 미세한 진동에 민감하게 반응해 소리를 입·출력하는 음향소자에 활용할 수 있다.
연구진은 이 막을 활용해 피부 등에 붙여서 소리를 낼 수 있는 '초박막형 스피커'와 성대의 떨림을 감지하는 '웨어러블 마이크로폰'을 만들었다.
특히 웨어러블 마이크로폰을 이용해서 특정 사용자의 목소리 주파수 패턴을 구별할 수 있는 '음성지문 보안 시스템'을 구축하기도 했다.
고 교수는 "로봇 등에 이 기술을 적용하면 스피커는 사람의 입처럼, 마이크로폰은 귀처럼 쓰일 수 있다"면서 "앞으로 음성 인식으로 전자기기를 작동시키는 사용자 인터페이스 구현에도 이바지할 것"이라고 밝혔다.
그는 "사물인터넷 발달로 인공지능 스피커나 음성보안 등에서 센서 기술이 주목받고 있어 이번 연구도 산업적 파급력이 클 것"이라면서 "다기능성 나노막 제조기술은 사물인터넷, 로봇, 웨어러블 전자산업에서 원천 소재기술로 활용될 것"이라고 내다봤다.
이번 연구는 미국과학협회(AAAS)가 발행하는 권위지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 3일 자에 발표됐다.
<연합뉴스>
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