한국연구재단(이사장 조무제)은 정상국 교수(명지대) 연구팀이 차량용 카메라의 커버 유리 표면에 떨어진 빗물을 효율적으로 제거할 수 있는 빗물/먼지 제거 커버 유리를 개발했다고 9일 밝혔다. 

스마트 빗물 제거 커버 글라스(MSG, Multifunctional Smart Glass)는 전기습윤 기술을 이용해 차량 주행 중 카메라 커버 글라스 표면에 발생하는 빗물을 빠르고 효율적으로 제거 할 수 있는 장치이다. 낮은 소모전력으로도 빗물을 효율적으로 제어할 수 있는 차세대 고효율 광학장치이다.

자동차 산업 분야에서 핵심 부품 중 하나는 소형 카메라이다.

스마트 자동차의 확산, 자동차 부품의 전장화(차량용 부품의 전기 및 전자화)에 따른 영향이다. 하지만 현재 차량용 카메라는 표면에 발생한 빗물로 후방 카메라 같은 영상 정보 기반의 시스템에 오류를 발생시킬 수 있다. 또 모터, 공조 시스템 등이 필요해 차량 무게가 증가, 에너지 효율을 떨어뜨린다. 소형화에도 한계가 있다. 
    

연구팀은 전기습윤 기술을 이용해 스마트 자가 세정 유리를 개발했다. 소형 카메라 커버 유리 표면에 설계한 투명 전기습윤 패턴 전극을 멤스(MEMS) 공정을 이용해 제작하고 그 위에 소수성 절연막을 도포했다. 그 후 전기적 신호만을 주어 별도의 외부 구동장치 없이 카메라 커버 유리 표면에 발생한 빗물들을 성공적으로 제거했다.
     * 전기습윤 기술 : 절연체로 코팅된 전극위에 전도성 유체와 비전도성 유체가 맞닿아 있을 때 외부에서 전극과 전도성 유체에 전압을 인가하여 전도성 유체의 표면장력을 제어함으로써 전도성 유체의 접촉각과 두 유체의 계면의 형상을 변화시키는 기술
     * 소수성 절연막 : 물에 대한 친화력이 낮고 전기를 통하지 않는 얇은 막
     * 멤스(MEMS) : 기계 및 전자기기를 소형화하기 위해 반도체 및 기계기술을 융합해 제작한 마이크로미터 단위의 초소형 시스템

굵은 빗방울, 가는 빗물 등 다양한 크기의 빗물을 유리 표면에 뿌려 성능 실험을 실시했다. 실험 결과, 지속적으로 빗물들이 제거돼 카메라 시야가 깨끗이 유지되는 것을 확인했다.

스마트 자가 세정 유리는 빠른 응답속도를 가진 전기습윤 기술을 기반으로 하기 때문에 악천후와 같은 환경 속에서 지속적으로 카메라의 시야 확보가 가능하다. 별도의 외부 구동장치가 필요 없어 소형화하기 쉽다. 전력소모도 적다.

정상국 교수는 “이 연구는 전기습윤 기술을 이용해 주행 중 차량용 카메라 유리 표면에 발생하는 빗물을 빠르고 효율적으로 제거할 수 있는 자가 세정 유리를 개발한 것이다. 자동차 전후방 카메라, 감지 카메라 등에 적용할 수 있어 운전자의 안전한 주행에 도움을 줄 것이다. 미래형 자동차와 무인 항공기(드론), 사물인터넷, 웨어러블 장치 등 다양한 적용이 가능할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구성과는 교육부·한국연구재단 이공학개인기초연구지원사업(기본연구)의 지원으로 수행됐다. 국제적인 학술지 센서스 앤 엑츄에이터스 비: 케미컬 2월 1일자에 게재됐다.