아주대·GIST 연구팀, 인체 생체신호 모니터링 전자피부 개발

초소형 웨어러블기기 적용 기대
'어드밴스드 머티리얼스' 게재

[수원=뉴시스] 박종대 기자 = 국내 연구진이 낮은 전압에서도 생체신호를 정확하게 측정할 수 있는 고감도 전자피부를 구현해냈다.

12일 아주대학교에 따르면 박성준 교수(전자공학과·지능형반도체공학과) 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 연구팀과 공동으로 수직 형태의 채널구조를 갖는 초유연·초저전압 전자피부를 개발했다.

해당 연구는 해외 학술지 '어드밴스드 머티리얼스' 11월호에 게재됐다.

전자피부는 외과적 처치 없이 생체신호를 모니터링할 수 있는 비침습적 센서로 활용될 수 있기 때문에 최근 활발히 연구되는 있는 분야다.

이 중 유기 전기화학 트랜지스터는 높은 감도의 비침습적 측정이 필요한 생체리듬 모니터링 센서에 적용되고 있다.

그러나 현재까지 개발된 전자피부 형태의 유기 전기화학 트랜지스터는 피부에 부착된 상태에서 인간의 일상 움직임에 따라 소자 형태가 변형되기 때문에 전기적 평형 상태를 유지하기 어렵다는 단점이 존재했다.

이에 따라 공동 연구팀은 전극을 위아래로 배치한 수직 구조를 채택해 500㎚ 미만의 채널 길이를 갖는 소자를 개발했다.

이를 통해 기존 방식에 비해 증폭률과 구동 안정성을 각각 10배, 30배 이상 향상시킨 고감도의 유기 전기화학 트랜지스터 개발이 가능했다.

연구팀은 개발한 수직 구조의 유기 전기화학 트랜지스터를 1μm 두께의 고분자 기반 기판 위에 구현해 머리카락 두께의 100분의 1 수준인 총 두께 2μm의 초박형 센서를 제작했다.

해당 센서는 33% 압축 변형과 1000회 이상의 반복적인 인장 시험에서도 성능 저하 없이 안정적인 작동을 보였다.

이러한 기술은 실시간 건강 모니터링과 원격 생체신호 분석·진단 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 전망이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 나노소재글로벌영커넥트·나노소재기술개발사업과 아주대학교 연구비 지원을 받아 수행됐다.

박성준 아주대 교수는 "이번 연구를 통해 초저전압에서 높은 감도로 생체신호를 측정할 수 있는 비침습적 피부 인터페이스 건강 모니터링 기술에 진전을 이뤄냈다"며 "다양한 기능을 갖춘 초소형·초박형 웨어러블 기기의 구현 가능성을 높일 수 있을 것"이라고 말했다.

☞공감언론 뉴시스 pjd@newsis.com

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