국내 연구진이 수중에서 배터리 등을 통한 전원장치 없이 작동할 수 있는 무전원 센서를 개발했다.

한국세라믹기술원은 이승협 박사와 김도은, 아룬 연구원이 표면 에너지를 제어해 전원 없이 수중에서 주위 환경을 감지하는 센서 소자의 원천기술을 개발했다고 8일 밝혔다.과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 국가핵심소재연구단 플랫폼형 사업과 이공학 개인 기초 연구사업을 통해 이러한 성과를 거두었다. 이번 연구 결과는 나노 레터스(Nano Letters)의 지난달 25일자 표지논문으로 게재됐다.

일반적으로 센서는 전기로 작동하므로 전원이 필수적이어서 전원 공급이 어려운 수중에서는 센서 구동에 한계가 따른다.

이에 연구팀은 자기 계층화 방식을 통해 전원 공급 없이 표면 에너지를 제어하는 방식으로 액체의 유입을 조절해 센서를 작동시키는 기술을 개발했다.

이 센서는 수중에서 환경 변화가 일어나면 센서 표면에 있던 공기 막이 없어지면서 센서 안팎으로 액체의 유입이 이루어지는 방식으로 작동한다.

물 속에 기름 성분의 불순물이 나타나면 색깔이 있는 용매가 흘러나오면서 불순물의 존재를 감지한다. 또 물의 온도와 수압 변화를 감지해 반응한다. 연구팀은 나노 입자를 강하고 균일하게 코팅하는 기술도 개발했다.

이승협 박사는 “이 센서를 이용하면 전원 연결이 어려운 환경에서의 수질오염 감지 및 수중 환경변화 관찰이 가능하다”며 “개발된 나노 표면처리 기술을 응용하면 센서뿐만 아니라 3D 프린팅 기술과 연관된 다양한 분야에도 이 기술을 적용할 수 있다”고 말했다.

김인수 기자 iskim@kookje.co.kr