KAIST, 피부 땀 발생량 뛰어 넘는 '고발습 유연 소재' 개발

높은 발습 효과로 피부 발진, 홍조 차단
상시 피부부착형 패치 개발 기대..국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 고발습성 다공성 유연 폴리머 제조공정.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부에서 생기는 땀의 양을 뛰어넘는 발습기능을 가진 다공성 폴리머 유연 소재를 개발했다고 27일 밝혔다.

기존 피부부착형 유연 소재는 피부에서 발생하는 땀을 모두 증발시키지 못해 웨어러블 기기를 장기적으로 피부에 부착할 때 피부 발진이나 홍조를 유발하는 단점이 있다.

연구팀이 새로 개발한 고발습 유연 소재와 제조공정 기술은 폴리머 소재 내에 미세공극(구멍)을 균일하게 만들어 높은 수분 투과도를 갖는다.

유연 소재 표면에 피부의 생리신호를 감지할 수 있는 센서를 제작할 수 있어 상시 착용이 가능한 피부부착형 패치로도 개발이 가능하다.

KAIST 바이오및뇌공학과 윤성현 박사가 주도한 이번 연구는 국제학술지 네이처(Nature)의 자매지인 `사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 온라인판에 지난 13일자로 게재됐다.(논문명:Wearable Porous PDMS Layer of High Moisture Permeability for Skin Trouble Reduction)

기존 다공성 폴리머는 설탕 등의 고형 입자를 폴리머에 혼합한 후 용액으로 입자를 녹여 공극을 형성했으나 이 방법은 고형 입자의 크기와 분포가 불균일하고 얇은 박막으로 형성하는게 불가능하다.

[대전=뉴시스] 균일한 미세공극과 높은 수분 투과도를 가진 다공성 폴리머의 단면.

이에 따라 연구팀은 고형 입자를 대신해 구연산 용액을 폴리머에 혼합한 후 온도조절로 작고 균일한 입자를 분리해 내고 이를 에탄올로 녹여냈다.

이를 통해 공극 크기가 작고 균일하며 얇은 막 형성이 가능한 새로운 방식의 다공성 폴리머 유연 소재와 제조공정을 개발하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 다공성 폴리머 유연 소재는 기존 대비 공극 크기가 약 1/15 수준이며 크기 균일도는 2배 가량 높다.

스핀 코팅을 통해 21~300마이크로미터(μm) 두께의 얇은 막으로 만들 수 있으며 특히 피부의 하루 땀 발생량(432g/㎡)보다 1.8배 높은 수분 투과율(770g/㎡)을 갖고 있다.

조영호 교수는 "피부에 장시간 부착해도 피부홍조나 발진이 생기지 않는 것을 실험으로 검증했다"며 "고발습 유연 소재 박막 위에 인간의 생체신호를 측정할 수 있는 센서를 집적해 상시 착용이 가능한 반창고형 감정 측정 패치로 개발하는 연구를 진행중이다"고 말했다.

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