명지대·성균관대 연구팀, 자가 치유형 하이드로겔 에너지 수확 센서 개발

명지대학교와 성균관대학교 공동 연구팀이 마찰대전 나노발전기 기술을 활용한 자가 치유형 하이드로겔 기반 형상 적응형 에너지 수확 및 촉각 감지 센서를 개발했다. 염화리튬을 첨가한 폴리아크릴아미드-폴리에틸렌이민 유기 하이드로겔은 약 400V의 출력 전압과 최대 3000%의 변형률을 구현했으며, 극저온(-20℃)과 고온(60℃) 환경에서도 80~91.4%의 성능을 유지했다.

개발된 센서는 손상 발생 시 10초 이내에 자가 복구되어 초기 전압의 85%를 회복하는 특성을 보였다. 연구팀은 하이브리드 CNN-LSTM 딥러닝 모델을 통합하여 모스 부호 인식에서 95.64%의 분류 정확도를 달성했으며, 손가락 부착 센서로 다양한 인체 동작을 감지하는 자가발전 센서로 활용했다.

이번 성과는 차세대 웨어러블 전자기기와 첨단 인간-기계 인터페이스 분야에 광범위하게 적용될 것으로 예상된다. 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 받았으며, Advanced Functional Materials에 게재됐다.