나노섬유 기판 이용한 '숨 쉬는 전자피부' 개발
나노섬유 기판 이용한 '숨 쉬는 전자피부' 개발
  • 유준상 인턴기자
  • 승인 2017.07.20 10:19
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산소, 땀, 체액 투과, 염증없어 장시간 착용 가능
▲ 나노섬유 기판을 이용한 전자피부 모식도와 손가락에 전자피부를 부착한 사진 (출처 : DGIST)
지난 7월 19일에 DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 일본 도쿄대학교 타카오 소메야(Takao Someya) 교수 연구팀과 공동연구를 통해 세계최초로 나노섬유 기판을 이용한 숨 쉬는 전자피부를 개발했다고 밝혔다.
 
최근 웨어러블 전자기기의 발달에 따라 전자피부를 활용한 헬스 모니터링 장치 연구와 관련 사업이 세계적으로 주목받고 있다. 그러나 대부분의 전자피부 관련 기술은 문제점이 있었다. 보통 플라스틱 혹은 고무와 같은 소재를 활용하기 때문에 부착된 피부, 생체 조직에 염증을 유발하거나 신진대사를 방해할 수 있다. 장시간 사용할 경우 산소가 투과되지 않아서 습진과 같은 피부 트러블 혹은 이물감으로 인한 불편함이 생길 수 있어 정밀하고 연대기적으로 사용자의 생체 정보를 분석 및 치료하기 힘들다.

이러한 단점 개선을 위해 이성원 교수 연구팀은 기존의 기판(2차원 평면 방식)이 아닌 1차원 나노섬유를 이용해 기판을 제작했고, 전자피부 소자 개발 기술을 응용하는 방법을 적용해 체온, 근전도와 같은 생체신호를 수집하는데 세계 최초로 성공했다.
 
연구팀은 물에 잘 녹는 고분자 폴리비닐 알코올(PVA, Polyvinyl Alcohol)을 금 입자로 코팅한 나노 크기(300~700nm)의 섬유로 제작해 그물망 구조로 엮은 나노섬유 기판을 만들었다. 그 위에 기존의 전자피부 기술을 활용해 압력, 온도 등을 측정하는 센서를 제작 및 탑재한 전자피부로 개발했다.
 
연구팀이 개발한 나노섬유 기반 전자피부는 전기적 성질을 유지하면서도 좋은 신축성을 가져 관절에 부착할 수 있고, 나노 사이즈 구멍이 기판 천체에 고르게 분포하기 때문에 공기와 체액이 순환할 수 있다. 또한, 기존의 전자피부보다 더 얇고 부드럽다. 게다가 물을 이용해 붙일 수 있어 사용자가 원하는 신체 부위에 직접 부착해 전기신호, 체온 등을 측정할 수 있고, 임상실험을 통해 기존의 전자피부 소재보다 생체 친화도가 높다는 것이 증명되었다.
 
한편, 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 18일자 온라인 판에 게재됐다.


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