팔꿈치를 접었다 폈다 하는 등 인체의 움직임을 전기에너지로 변환해 인체 센서의 동력으로 활용하는 생체 전자장치용 발전기가 개발돼 주목받고 있다.

이 발전기는 인간 피부로 나오는 땀과 전력 생산량, 신축성 등 기존 문제점을 극복한 것으로 전해졌다.

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학교(UCLA)의 생체공학과 조교수 천쥔이 이끄는 연구팀은 '자기탄성 효과'를 활용한 자가발전 생체 장치를 개발한 결과를 과학지 '네이처 머티리얼스'에 발표했다.

자기탄성 효과는 물질이 기계적 압력을 받아고 본래의 특성이 변화하는 것을 의미한다.

연구팀은 단단한 합금에만 이런 자기탄성 효과가 있는 것이 아니라는 사실을 알고, 자기탄성 효과를 지닌 부드럽고 유연한 소재에서 이를 활용했다.

이들은 종이 두께밖에 얇은 실리콘 매트릭스에 미세 자석을 놓아, 매트릭스가 움직임을 보일 때까지 자기장 세기가 변하며 전기가 생산되는 방식으로 개념을 증명했다.

천 교수는 "이번 발견은 인체 관련 실용적 에너지 생산과 감지, 치료 기술의 새로운 장을 여는 것으로 사물인터넷(IOT)과도 연결될 수 있다"고 했다.

새로운 전자장치용 발전기는 피부에 붙일 시 편안한 이동이 가능하고, 전기가 아닌 자성에 의존하는 장치인 만큼 습도와 땀에 민감하지 않다고 연구팀은 설명했다.

정전기로는 충분한 양의 전력을 만들 수 없고, 습도가 높은 조건에서는 성능 저하의 문제가 있었지만 이번에 개발된 새 장치는 모든 단점과 문제점을 보완했다.

이 장치는 유연한 소재로 이뤄졌지만 충분한 양의 전력을 생산할 수 있으며, 일주일간 인공 땀에 담궈둔 뒤에도 성능이 제대로 나타났다고 연구팀은 밝혔다.

연구팀은 새 자기탄성 발전기에 대한 기술특허를 출원 중이라고 했다.



김주미 키즈맘 기자 mikim@kizmom.com