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그래핀 기반 웨어러블 센서 패치...피부에 간편하게 부착해 스마트폰으로 분석

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그래핀 플래그십(graphene-flagship.eu) 프로젝트의 파트너인 ICFO(Institute of Photonic Sciences)가 그래핀 기술을 활용해 개발 중인, 자외선(UV) 패치와 피트니스 밴드 프로토타입을 공개했다. 피부에 간편하게 부착할 수 있는 플렉시블(Flexible) 타입의 패치와 피트니스 밴드는, 스마트폰과 무선으로 연결해 무선으로 전송된 데이터를 모니터링 하고 분석할 수 있다.


UV 센서는 햇빛 속의 자외선 수치를 실시간으로 측정하다가, 미리 지정해둔 수치에 도달하면 경고 메시지를 보내준다. 피니트니스 밴드는 6개의 센서, 무선으로 전원을 공급받을 수 있는 전원부, 센서에서 측정한 데이터를 처리하는 데이터 처리부, 수집한 데이터를 스마트폰으로 전송하는 안테나로 구성되어 있다.



피트니스 밴드에 내장된 센서는 심박수, 수분, 산소 포화도, 호흡수 및 온도를 측정할 수 있다. 이를 활용하면 심장 박동 상태를 모니터링 해서 경고해 주거나, 피부의 수분 상태를 감지해 수분 섭취 시기를 미리 알려줌으로써 탈수를 예방할 수 있다. 고산 등반처럼 산소가 희박한 곳에서 활동할 때는 산소 포화도 센서가 위험을 감지해 경고할 수도 있다.


이와 함께 그래핀 기술을 활용해 광대역 기능을 갖춘 세계 최소형 단일 픽셀 분광기 및 하이퍼스펙트럴(graphene-enabled hyperspectral image sensor) 이미지 센서도 개발 중이다. 이 기술을 스마트폰 카메라에 적용하면, 식품 유해 물질 검출과 같은 실험실 수준의 전문적인 장비가 필요한 일도, 스마트폰만 있으면 누구나 가능해진다.


ICFO의 그룹 리더이자 그래핀 플래그십(Graphene Flagship) MWC 위원회 의장인 프랑크 코펜스(Frank Koppens)는 “스마트폰 카메라에 내장된 그래핀 기반 카메라 센서는 수십만 개의 광 검출기로 구성된 초소형 센서로, 자외선 및 적외선에 매우 민감하다. 이 기술을 활용하면 사람의 눈으로 볼 수 있는 것보다 더 많은 것을 볼 수 있다”고 밝혔다.


그래핀 플래그십은 유럽 연합 23개국의 150개 이상의 학술 및 산업 연구 그룹으로 구성된 프로젝트 컨소시엄으로, 그래핀 관련 기술 연구와 함께 이를 활용한 반도체 등 다양한 과제를 수행하고 있다. 이번에 공개된 그래핀 기술을 활용한 피트니스 밴드와 초소형 분광기 및 이미지 세서는 스페인 바르셀로나에서 개최될 예정인 MWC(Mobile World Congress) 2019에서 공개될 예정이다.


참고로 그래핀(Graphene)은 흑연, 탄소나노튜브, 풀러렌과 같은 탄소의 동소체로, 탄소 원자들이 2차원 평면에서 6각형의 격자 형태로 결합하여 있는 물질이다. 그래핀은 매우 높은 전자이동도와 열전도도를 가지고 있어, 구리나 반도체보다 전기 전도도나 전자 이동도가 높은 것이 특징이다. 또한 강철보다 강한 강도, 다이아몬드보다 높은 열 전도성을 가지고 있어, 차세대 신소재로 주목받는 물질이다.


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