왼쪽부터 최동휘, 김진균 교수.

[대학저널 온종림 기자] 경희대학교 기계공학과 최동휘 교수 연구팀과 김진균 교수 연구팀이 공동연구를 통해 3D 구조 형태의 압저항 센서를 개발했다. 연구팀이 개발한 3D 압저항 센서는 기존 2D 압저항 센서에 비해 약 450배 향상된 감도를 보였다.

압저항 센서의 성능과 기능은 감도, 작동 범위, 감지 한계, 유연성 등 다양한 요인에 의해 결정된다. 이 중 전기적으로 측정된 양의 변화와 가해진 기계적 자극 사이의 비율로 정의되는 감도는 외부 자극을 감지하는 가장 주요한 특성이다.

최 교수 연구팀은 기존 압저항 센서 연구에 많이 사용되는 전도성 입자-탄성체 기반 복합재에 기계적 좌굴(Buckling)을 활용해 압저항 센서를 개발했다. 좌굴은 고체 역학에서 길거나 얇은 구조물에 압축 하중을 가했을 때 구조물이 휘는 현상을 뜻한다.

최 교수는 “개발한 센서는 간단한 공정을 도입해 기존 2차원 구조 센서에 비해 월등히 높은 감도를 보였다. 또한 실험 결과, 압력과 같이 다양한 미세 기계적 자극을 감지할 수 있어 센서로서의 가능성도 입증했다”고 설명했다.

개발한 센서는 신산업으로 주목받는 로봇뿐만 아니라 웨어러블 기기와 가상 스트레스 모니터링 등 다양한 응용 분야에 접목할 수 있다. 또한 구조물의 안정성을 실시간으로 모니터링하는 디지털 트윈 기반의 가상 센싱 어플리케이션에도 활용할 수 있어 신산업 개척에 활용될 전망이다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 'Composite Structures'에 게재됐다.

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