습도에 따라 색상이 변하는 고감도 나노 센서 개발
전기나 배터리 없이 실시간 습도 변화를 색상으로 확인
색 재현율 141%, 빠른 반응 및 회복 시간

부산대학교와 광주과학기술원, 나노종합기술원이 공동으로 습도 변화를 색상으로 실시간 감지할 수 있는 나노 구조 습도 센서를 개발했다. 이 기술은 별도의 전력 공급 없이 습도 변화를 색상으로 확인할 수 있어, 온도 및 압력 센서로도 응용 가능하다.

이번 연구를 이끈 부산대학교 전자공학과 이길주 교수는 "습도에 따라 부피가 변하는 하이드로겔을 활용해 기존보다 빠르고 정확한 반응성을 확보했다"고 밝혔다. 연구팀은 하이드로겔에 다층 구조와 나노 구멍을 추가해, 다양한 색상 표현과 반응 속도를 개선했다.

습도 따라 변하는 색상, RGB로 표현 가능

연구팀은 습도 변화에 따라 색상이 변하는 하이드로겔을 기반으로, 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)과 같은 가산색 기반의 색상 표현이 가능하게 했다. 또한, 나노 구멍 구조 덕분에 물 분자가 하이드로겔에 직접 닿아 빠른 반응 속도를 보였다. 이 센서는 기존의 감산색 기반의 센서보다 색상이 더 정확하고 선명하게 표현된다.

이 기술은 빛의 반사 특성을 활용한 ‘파노 공진’ 구조를 통해 색 재현율을 크게 높였으며, 반응 시간도 287ms, 회복 시간은 87ms로 기존 센서보다 훨씬 빠르다. 

이길주 교수는 "다층 구조와 나노 홀 설계를 통해 기존 습도 센서의 한계를 넘어선 고성능 센서를 개발했다"고 전했다.

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MBN미디어 김재겸