웨어러블 전자약으로 탈모 치료…QD-OLED 패치 세계 최초 개발

모발 증식 및 심박수 측정용 고유연 QD-OLED 패치 플랫폼

탈모 피부에 부착하면 모발 증식 효과를 내는 양자점-유기발광다이오드(QD-OLED) 패치 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 전용민·권상직·조의식 가천대 교수 연구팀이 이노큐디, 권정현 충북대 교수 연구팀과 공동으로 실시간 광 파장 변환이 가능한 고출력 의료용 웨어러블 QD-OLED 패치를 개발했다고 3일 밝혔다. QD-OLED가 웨어러블 전자약으로 개발된 건 세계 최초다.

인체에 부착해 실시간 진단·치료를 할 수 있는 웨어러블 OLED 기술은 낮은 전압에도 출력이 높고 유연하며 자유롭게 파장 변환이 가능해야 한다.

기존 OLED는 고출력과 실시간 파장 변화가 어려워 다양한 목적에 맞는 전자약 구현에는 한계가 있었다. 기존 QD_OLED 또한 유연성과 고출력 근적외선 성능이 확보되지 못해 대부분 디스플레이 분야에만 활용해 왔다.

연구팀은 고출력, 실시간 광 변환을 위해 병렬 적층형 청색광 OLED와 유연한 QD 필름 및 다기능성 봉지막 핵심기술을 개발했다.

OLED를 한 픽셀에 병렬로 적층해 저전압에서도 고출력이 나올 수 있는 청색 OLED를 제작, 단층 청색광 OLED보다 435% 향상된 고출력 청색 OLED 성능을 확보했다.

다기능성 봉지막 필름은 나노 적층화 층이 수분과 산소로부터 OLED를 보호하는 가스 확산장벽 역할과 청색광 반사 역할을 해 기존 15% 양자점 광 변환 효율을 최대 68%까지 증대시켰다.

이를 OLED 봉지막에 적용하고 QD-필름 발광부에 부착해 고성능, 다기능성 QD-OLED 패치를 개발했다.

특히 이번 연구에서 개발한 웨어러블 QD-OLED를 이용해 모발치료 및 심박수 측정 성능을 검증한 결과 모발 성장을 담당하는 모유두세포에 해당 패치를 부착했을 때 최대 23%까지 증식 효과를 보였고, 실시간으로 심박수 측정도 가능함을 확인했다.

전용민 교수는 “상용화 수준의 고출력, 고신뢰성 QD-OLED 패치 기술을 확보했다”며 “웨어러블 디스플레이뿐만 아니라 전자약, 센서, 광의학 등에서 활용될 것 기대한다”고 말했다.

이번 연구성과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 9월 25일 게재됐다.

이인희 기자 leeih@etnews.com