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금 나노입자-탄소나노튜브 기반 고감도 유연 촉각 센서 개발

기계공학과 김종백 교수 연구팀은 금 나노입자(AuNP)를 직접 석출시킨 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 3차원 다공성 폴리머 기반 스펀지 구조에 코팅하여, 높은 감도와 넓은 압력 인식 범위를 동시에 구현한 유연 촉각 센서를 개발하였다. 기존 유연 촉각 센서는 높은 감도를 확보하면 측정 가능한 압력 범위가 좁아지고, 넓은 압력 범위를 구현하면 감도가 낮아지는 상충 관계로 인해 실용화에 한계가 있었다. 본 연구팀은 0차원 나노소재인 금 나노입자와 1차원 소재인 탄소나노튜브를 결합해 접촉저항 변화를 극대화함으로써 이러한 문제를 해결하였으며, 그 결과 낮은 검출 한계(~50 Pa), 낮은 히스테리시스, 빠른 응답, 우수한 내구성을 확보하였다. 또한 맥파 및 보행과 같은 다양한 생체·동작 신호를 성공적으로 측정함으로써, 본 기술이 웨어러블 헬스케어 분야에 적용 가능함을 입증하였다. 본 연구 결과는 나노과학 분야 저명 국제학술지 Microsystems & Nanoengineering (INSTRUMENTS & INSTRUMENTATION분야 1등 저널)에 게재되었다.

관련 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41378-025-01056-5