디지스트 이성원 교수 연구팀
나노섬유 기판 이용해 성공
산소ㆍ땀 등 체액 잘 통과시켜
장시간 부착해도 피부 트러블 안 생겨
오랫동안 피부에 붙여 놓아도 가렵거나 염증 등이 생기지 않는 신개념 전자피부가 대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트) 연구팀에 의해 개발됐다. 부정맥 측정 등 장시간 모니터링이 필요한 인체 부착형 의료 모니터링기기나 웨어러블 컴퓨터 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
디지스트는 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 일본 도쿄대 타카오 소메야(Takao Someya) 교수 연구팀과 공동으로 나노섬유 기판을 이용한 숨 쉬는 전자피부를 개발했다고 19일 밝혔다.
최근 몸에 붙이거나 입는 웨어러블 전자기기 개발이 붐을 이루면서 전자피부를 활용한 헬스 모니터링 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 하지만 기존 전자피부 관련 기술은 플라스틱이나 고무판 같은 소재를 활용하자 보니 오랜 시간 동안 몸에 붙이면 가렵거나 염증이 생기는 경우가 많다. 건강상 문제로 일정시간 후 옮겨 붙이는 일을 반복해야 할 수밖에 없어 장시간 연속적인 모니터링에 제한이 많은 편이다.
이 교수 연구팀은 기존의 2차원 평면 방식의 기판이 아닌 1차원 나노섬유를 이용한 기판을 제작하고, 그 위에 전자피부 소자 개발 기술을 응용하는 방법을 적용해 체온, 근전도와 같은 생체신호를 수집하는데 세계 최초로 성공했다.
물에 잘 녹는 폴리비닐 알코올(PVA, Polyvinyl Alcohol)을 금 입자로 코팅한 나노 크기(300~700㎚)의 섬유로 제작해 그물망 구조로 엮은 나노섬유 기판을 만들었다. 그 위에 기존의 전자피부 기술을 활용해 터치, 온도, 압력 등을 측정하는 센서를 제작 및 탑재한 전자피부로 개발했다. 이렇게 개발한 전자피부는 전기적 성질을 유지하면서도 신축성이 좋아 손가락과 같은 관절에 부착해도 잘 떨어지지 않는다. 기판 전체에 고르게 분포하는 나노 사이즈 구멍을 통해 공기와 땀 등 체액이 잘 순환돼 장시간 부착해도 가렵거나 염증이 생기지 않는 것이 특징이다.
이성원 교수는 “나노섬유 기반 전자피부를 1주일 동안 피부에 부착해본 결과 이물감이 없고, 피부에 염증이 발생하지 않았다”며 “3~5년 정도면 상품화도 가능할 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 18일자 온라인 판에 게재됐다.
정광진기자 kjcheong@hankookilbo.com
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