산소·땀·체액 투과…피부 트러블 없는 ‘숨 쉬는 전자피부’

DGIST 이성원 교수팀 주도

DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 개발한 나노섬유 기판을 이용한 전자피부 모식도와 손가락에 전자피부를 부착한 모습/사진=DGIST

대구경북과학기술원(DGIST) 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀, 일본 도쿄대 타카오 소메야 교수 연구팀으로 이뤄진 공동연구팀이 나노섬유 기판을 이용, ‘숨 쉬는 전자피부’를 개발했다고 19일 밝혔다.

대부분의 전자피부 관련 기술은 플라스틱 혹은 고무와 같은 소재를 활용해 피부나 생체 조직에 부착할 경우 피부 염증을 유발하거나 신진대사에 방해를 줄 수 있다.

하지만 연구팀이 개발한 전자피부는 기존의 전자피부와 달리 산소, 땀, 체액 등이 투과돼 신체에 불편함이나 염증을 유발하지 않는다.

연구팀에 따르면 기존의 2차원 평면 방식의 기판이 아닌 1차원 나노섬유를 이용한 기판을 제작하고, 그 위에 전자피부 소자 개발 기술을 응용하는 방법을 적용해 체온, 근전도와 같은 생체신호를 수집하는 데 성공했다.

또 물에 잘 녹는 고분자 폴리비닐 알코올을 금 입자로 코팅한 나노 크기(300~700nm)의 섬유로 제작, 그물망 구조로 엮은 나노섬유 기판을 만들었다.

그 위에 기존의 전자피부 기술을 활용해 터치, 온도, 압력 등을 측정하는 센서를 제작·탑재해 전자피부를 완성했다.

연구팀은 “이번 전자피부는 전기적 성질을 유지하면서도 신축성이 좋아 손가락과 같은 관절에 부착해도 밀착력이 우수하며 기판 전체에 고르게 분포하는 나노 사이즈 구멍을 통해 공기와 체액이 순환할 수 있는 구조를 가지고 있다”고 설명했다.

이성원 교수/사진=DGIST

또 기존의 전자피부에 비해 얇고 부드러우면서도 별도의 접착제가 없이 물을 이용해 붙일 수 있어 사용자가 신체 원하는 부위에 직접 부착해 쓸 수 있다.

이 교수는 “나노섬유 기반 전자피부를 1주일 동안 피부에 부착해본 결과 이물감이 없고, 피부에 염증이 발생하지 않았다”며 “스마트 기기와 연동해 장시간 헬스 모니터링에 적합한 전자피부 플랫폼으로 개발하는 후속 연구를 진행할 것”이라고 말했다.



이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 온라인판 최신호에 게재됐다.