레이저의 색 변화를 이용해 건축물의 미세한 구조변화를 측정할 수 있는 압력센서를 국내연구진이 개발했다.
박홍규 고려대 물리학과 교수팀은 0.5% 미만의 미세한 압력변화도 감지할 수 있는 나노레이저 이용 압력센서를 개발했다고 23일 밝혔다.
최근 압력 변화를 감지해 건축물이나 신체의 상태 변화를 포착하는 센서 개발이 활기를 띄고 있다. 하지만 실제 적용하기엔 민감성이 떨어진다는 문제가 있었다.
이 레이저는 -10%에서 12%까지 변형되는 동안 약 26nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m)의 파장 변화를 보였다. 일반적으로 0.6nm 가량 변할 수 있는 기존 레이저에 비해 더 높은 감도로 압력 변화를 감지할 수 있다는 것이다. 또 압력 크기 뿐 아니라 레이저 편광의 변화에 따라 압력이 가해지는 방향까지 시각적으로 알 수 있도록 설계했다.
연구진은 이 레이저를 적용한 압력센서를 개발한 결과 0.5% 미만의 미세한 구조 변화도 측정할 수 있음을 확인했다. 또 전체 구조 변화가 20%까지 되어도 측정할 수 있다.
연구진은 이 센서에 산도(pH) 변화에 따라 부피가 변하는 하이드로겔을 장착했다. 하이드로겔이 산도를 측정하면 부피가 변화해 센서에 압력을 가하며 색을 통해 산도를 파악할 수 있는 식이다.
박 교수는 “건축물의 구조 변화부터 생체 내부의 화학 반응 등을 감지할 수 있는 초소형 바이오센서까지 널리 응용될 수 있다”며 “최종적으로는 민감도를 더 높여 몸 속 암세포의 유무까지도 정확하게 판단할 수 있는 기기 개발이 목표”라고 말했다.
권예슬 동아사이언스기자 yskwon@donga.com