기초과학연구원 뇌과학이미징 연구단 손동희 교수와 김봉수 교수 공동연구팀은 두께 350나노미터의 하이드로젤-엘라스토머 기반 이온-전자 복합 나노막을 개발하고, 이를 이용해 초박막 유기전기화학 트랜지스터를 구현했습니다.
이 소자는 건조 상태에서는 매우 얇은 두께임에도 단단해 다루기 쉽고, 인체 내 수분을 만나면 즉시 부드러워지면서 심장, 근육, 뇌 같은 연조직 곡면에 스스로 밀착합니다.
기존 전자소자가 두껍고 뻣뻣해 발생하던 이물감이나 염증 문제를 해결했고, 별도의 고정 장치 없이도 안정적인 부착이 가능합니다.
연구팀은 쥐의 심장과 근육, 뇌에 적용한 결과 생체신호를 고감도·저잡음으로 실시간 계측할 수 있었고, 4주 이상 장기 이식에서도 부작용 없이 안정적으로 작동했다고 밝혔습니다.
특히 세계 최고 수준의 전기-이온 결합 성능을 기록하며 미세 신호까지 또렷하게 잡아내 기존 바이오센서의 한계를 넘어섰습니다.
이를 통해 전극·유연기판 기반 소자가 구현하지 못한, 장기간 체내 이식이 가능하고 착용해도 거의 느껴지지 않는 바이오전자소자가 처음으로 현실화됐습니다.
손동희 교수는 "이번 연구는 생체조직에 스스로 부착되는 보이지 않는 나노전자소자를 통해, 기존 바이오전자 기술이 갖는 실사용성·내구성·조직안정성의 한계를 극복한 기술로 평가하고, 향후 심장 질환 모니터링, 뇌파 인터페이스, 근육 재활 로봇 제어, 전자약 기반 자극 치료 등 정밀의료 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했습니다.
이번 연구 성과는 국제학술지, 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 12월 10일자로 실렸습니다.
