중앙대 박성규 연구팀, 자외선 자율 감지·차단하는 인체피부 모방 전자피부 개발

중앙대학교는 전자전기공학부·지능형반도체공학과 박성규 교수가 주도하는 공동 연구팀이 인체 피부를 모방해 자율구동 방식으로 자외선을 차단하는 반도체 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 이 전자 피부는 각종 착용 장치와 우주 탐사 등 다양한 응용 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

연구팀은 전자 피부가 자외선에 노출됐을 때 이를 자율적으로 감지하고 반응하는 시스템을 만들고자 했다. 이에 연구팀은 자연의 방어 메커니즘 중 하나인 멜라닌 생성 과정에 주목했다.

연구팀은 피부 표피를 통과하는 자외선A(UVA)의 315~700㎚ 파장 영역에서 자외선을 최대 97%까지 차단할 수 있는 투명하고 유연한 금속 산화물 기반의 광전자 회로를 활용했다. 그 결과 축적된 자외선 노출 정보를 저장하고 자율적으로 방사선 차단을 조절하는 뉴로모픽(신경계 모델 구현 시스템) 전자 피부를 개발하는 데 성공했다. 단순한 자외선 차단을 넘어 자외선 노출의 강도와 시간에 따라 반응 속도를 조절할 수 있는 자율 방어 시스템도 구현했다.

이번 연구의 특징은 생체 모방형 접근 방식을 통해 자율적으로 자외선을 감지·인식하고 차단할 수 있는 뉴로모픽 광전자 시스템을 구현했다는 데 있다. 특정 자극에 대한 데이터 감지·저장에 초점을 맞춘 기존 연구와 달리 외부의 해로운 환경 자극을 자율적으로 인식하고 즉각 반응·차단하는 새로운 지평을 연 것이다. 크고 단단한 칩 기반 소자를 활용하던 기존 연구와 달리 일체형의 유연한 신경 형성 전자 피부를 제안함으로써 생체 모방형 신경 형성 센서 기술의 진일보를 이뤘다는 평가도 나온다.

박 교수는 "이번 연구는 기존 뉴로모픽 전자소자와 차별화된 새로운 기술을 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "웨어러블 디바이스, 의료용 헬스케어 장치, 우주 탐사 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 기술"이라고 설명했다.

이번 연구 논문(일체형 뉴로모픽 전자 피부를 통한 생체모방 방사선 차폐)은 세계적인 저명 학술지 사이언스의 자매지인 '사이언스 어드밴시스'에 지난 4일 자로 게재됐다.

이번 연구에는 이종민 박사과정생이 제1저자로 참여했으며 성균관대·국립순천대 연구팀도 함께 했다.