피부에 붙이는 스피커와 마이크? These tiny, stretchy speakers and microphones let your skin play music

피부에 붙이는 스피커와 마이크? 

These tiny, stretchy speakers and microphones let your skin play music

울산과학기술원(UNIST) 연구팀

전도성 나노미터 두께 초박막 투명 막 세계 최초 개발 

   얼핏 피부에 새긴 문신처럼 보였는데 갑자기 그 자리에서 클래식 음악이 들려온다. 목에 붙인 상처 치료용 밴드는 알고 보니 목소리를 감지하는 마이크다. 피부에 잘 붙는 초박막 스피커와 마이크가 등장한다면 가능한 일이다. 국내 연구팀이 이런 일을 현실로 만들어 줄, 전기가 통하는 얇은 막을 개발하는 데 세계 최초로 성공했다.

고현협 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수 및 강세원·조승세 연구원은 전기가 통하는 나노미터 두께의 초박막 투명 막을 만들고, 이를 이용해 실제 스피커와 마이크 기능을 구현하는데 성공해 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3일자에 발표했다.

이번에 개발한 투명 전도성 나노막을 이용하면 접착 가능한 투명 스피커와 음성 인식 가능한 마이크를 만들 수 있다. 

사진 제공 UNIST

These tiny, stretchy speakers and microphones let your skin play music

http://www.sciencemag.org/news/2018/08/these-tiny-stretchy-speakers-and-microphones-let-your-skin-play-music

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연구팀은 고분자 물질로 두께 100nm(나노미터, 1nm는 10억 분의 1m)의 얇고 투명한 막을 만들었다. 이런 막은 기존에도 연구된 바 있지만 전기가 통하지 않고 잘 찢어져 전자제품으로 개발하는 데 어려움이 많았다.

연구팀은 은을 나노미터 굵기의 실처럼 뽑아 그물 형태로 가공한 뒤, 이를 고분자 나노 막과 결합시켜 이 문제를 해결했다. 마치 연체 동물의 몸 안에 부드러운 뼈를 넣은 것처럼, 유연성을 많이 손상시키지 않으면서 튼튼하고, 동시에 전기가 통하는 나노 막이 완성된 것이다. 은나노 그물은 워낙 얇고 빈 공간이 많아 나노막의 투명성을 떨어뜨리지 않았다. 강 연구원은 “매우 얇고 유연해 손가락 지문처럼 굴곡진 미세 표면에도 자연스럽게 달라붙을 정도”라고 말했다.

손등에 설치한 투명 스피커. 여기에서 음악이 나온다. -사진 제공 UNIST

연구팀은 이를 응용해 만든 스피커와 마이크는 실제로 작동이 가능했다. 스피커는 금속인 은나노 실 그물에 전류를 흘릴 때 발생하는 열로 공기를 팽창, 수축시켜 소리를 만든다. 마이크는 나노막이 소리를 만나 진동할 때 생기는 마찰력을 전기에너지로 바꾼다. 연구팀은 이 마이크를 이용해 목소리의 주파수 패턴을 읽어내고, 사람의 목소리를 구별하는 음성지문 보안시스템 구축하는데도 성공했다.

조 연구원은 “말하고 듣는 로봇이나, 음성 인식으로 전자기기를 작동시키는 사용자 인터페이스 등을 만들 때 이용할 수 있을 것”이라고 말했다.

윤신영 기자ashilla@donga.com 동아사이언스

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