KIST 연구팀, 빛 기반 웨어러블 센서 개발해 네이처 일렉트로닉스 발표

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(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 인간의 몸에 붙이면 빛만으로 건강 상태를 모니터링할 수 있는 머리카락 굵기의 20분의 1 수준 초박막형 센서가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 센서시스템연구센터 이원령 선임연구원, 양자기술연구단 한재훈 선임연구원, 생체재료연구센터 전호정 센터장 공동연구팀이 두께 4마이크로미터(㎛, 100만분의 1m) 초박막 기판 위에 인간 건강 상태와 관련한 다양한 바이오마커를 빛의 세기로 관찰할 수 있는 기술을 구현했다고 14일 밝혔다.

건강 모니터링을 위해 개발되는 웨어러블(착용형) 센서는 두께가 얇을수록 부착이 쉽고 잘 휘어지지만, 실제로는 무선 통신 시스템 등이 필요해 두께가 1㎜ 이상 두꺼워지는 문제가 있어 활용이 어려웠다.

이에 연구팀은 바이오마커 농도에 따라 변하는 트랜지스터 전류가 마이크로 발광다이오드(μLED) 밝기를 조절하는 방식으로 포도당이나 젖산, pH 등 생체 신호를 통신회로 없이 빛의 세기로 전달할 수 있는 시스템을 개발했다.

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이 장치를 신축성 배터리 회로와 결합해 땀 속에 존재하는 포도당을 확인하고, 생체 신호의 농도를 LED를 촬영한 근적외선 영상으로 정량화하는 데도 성공했다.

이 장치는 빛의 세기만으로 생화학 신호를 증폭하고 전송하는 방법을 제시해 초박막형 센서 기술 발전에 기여할 것으로 연구팀은 기대했다.

이 선임연구원은 "새 무선 모니터링 시스템의 초박막형 생화학센서 디바이스 구현을 통해 환자들에게 디바이스의 착용 위화감이 없이 정밀한 건강 모니터링을 장기간 제공할 수 있다"며 "당뇨병 등 대사 질환 환자들의 삶의 질을 향상하는 데 기여할 수 있다"고 말했다.

연구 결과는 지난 9월 3일 국제학술지 '네이처 일렉트로닉스'에 실렸다.

shjo@yna.co.kr