인공후각은 사람 및 동물의 후각을 모방한 것으로 냄새나 화학물질에 다른 감응 특성을 보이는 가스 센서의 배열과 이들 센서들이 나타내는 감응 패턴의 인식으로 크게 나뉜다. 최근 컴퓨터의 연산속도, 기계학습 능력 등의 급속한 발전으로 인공후각의 계산 및 학습 능력은 충분해졌지만, 무수히 많은 냄새, 향기, 유해 화학물질 등에 대해 다양한 감응 패턴을 나타내는 가스 감응 센서 설계 기술이 부족한 상태다. 특히, 기존의 산화물 반도체형 가스센서로 구성된 인공후각은 외부 습기의 변화에 따라 측정 결과가 크게 달라져 상용화가 어렵다는 문제가 있었다.
고려대학교(총장 정진택) 신소재공학부 이종흔 교수(사진)팀은 산화물 반도체형 가스 센서 특유의 감응 패턴을 유지하면서도, 감지 신호의 습도 의존성을 없애는 새로운 인공후각용 센서 설계 기술을 제안했다.
연구진은 산화물 반도체 가스 감응막에 수분 차단을 위한 산화터븀(Tb4O7)층을 코팅해 이중층 구조로 만들면, 가스 감응층 내부로 수분 침투는 억제하고 피검가스만 통과시켜 감도, 선택성, 센서 저항 등 센서 본래의 감응 특성을 변화시키지 않고도 수분에 대한 의존성을 제거할 있다는 사실을 밝혀냈다.
또한, 수분 차단 효과가 있는 산화터븀막 코팅은 다양한 감응물질(산화인듐, 산화아연, 산화주석, 팔라듐첨가 산화주석)의 센서에 적용 가능하므로, 센서 및 인공후각의 안정성과 정확성을 근본적으로 향상시키는 범용적인 방법으로 활용 가능하다.