국내 과학자들이 젤리와 유사한 물질과 소금(염화리튬)을 이용해 지금까지 나온 스마트폰보다 더 정교하게 손가락 위치를 인식하는 터치 패널을 개발했다. 신축성이 뛰어나 얼마든지 넓게 펼 수 있고 피부에도 부착할 수 있어 기존 웨어러블 전자기기를 능가한다는 평가를 받고 있다.
서울대 선정윤·오규환 재료공학부 교수와 김총찬 박사과정생, 이현희 석박사통합과정생 연구진은 하이드로젤 성분에 염화리튬 성분을 녹여 투명하고 신축성이 뛰어난 이온 터치 패널을 개발했다고 국제학술지 사이언스 11일자(현지시각)에 발표했다.
스마트폰과 현금자동입출금기(ATM) 디스플레이 등서 사용하는 기존 터치 패널은 화면 위에 가로 세로에 눈에 보이지 않은 가는 전선을 촘촘히 깔고 손가락이 닿을 때 변하는 전기신호를 인식해 위치를 알아낸다. 여기에 사용되는 전자기기들은 깨지기 쉬운 소재로 만들어 이를 이용해 플렉서블(휘는) 전자기기를 제작하기 어려운 게 단점이다. 과학자들은 탄소 분자가 빨대 형태로 뭉쳐있는 탄소나노튜브나 은 나노선과 같은 유연하고 투명한 소재를 이용해 휘는 전자기기를 연구하고 있지만 신축성이나 빛 투과성이 떨어진다는 지적을 받아왔다.
연구진은 물이 90% 포함된 젤리 성분인 하이드로젤에 소 腑?유사한 염화리튬을 녹여 투명하고 신축성이 뛰어난 터치 패널을 만들었다. 하이드로젤에 녹은 리튬이온과 염소이온은 손가락이 닿으면 이동을 하는데 이렇게 흐르는 전류를 패널 네 모서리에서 측정하면 손이 닿은 위치를 정확히 알아낼 수 있다. 기존 전자 기기들이 전자 신호를 감지하는 방식인 반면 이 터치 패널은 이온을 감지하는 신개념 기술이다.
일반 스마트폰에서는 손가락 위치를 1㎜단위까지 구분할 수 있지만 이 이온 터치 패널은 이보다 10배 정밀한 100마이크로미터(㎛)까지 위치를 구분할 수 있다. 두께도 100㎛에 불과하고 패널의 신축성이 뛰어나 가로 방향과 세로 방향으로 잡아당기면 터치 패널 면적을 최대 10배까지 늘릴 수 있다. 터치 패널 하나를 만드는데 1000원도 들지 않는다. 선 교수 연구진은 이 이온 터치 패널을 피부와 일반 TV에 붙여 그림을 그리고 체스 게임을 하는데 성공했다.
아직까지 이 터치 패널은 손가락 하나만 인식할 수 있다. 두 점 이상을 동시에 인식하는 멀티 터치 기능을 개발하려면 추가 연구가 필요하다. 선 교수는 “스마트폰 기술이 발전해 부품을 작게 만드는데 한계는 없다”며 “전자 기기를 대체할 이온에 바탕을 둔 신개념 기기가 머지않아 등장할 전망”이라고 말했다.
박근태 기자 kunta@hankyung.com
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