[한국기술뉴스]

DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 생체에 이질감이 없어 장기간 생체 신호를 측정하기에 용이한 나노섬유 메쉬 생체전극을 개발했다. DGIST 산학협력단을 통해 2019년 4월 1일 특허를 출원(출원번호 제1020190037849호)했다. 특허 명칭은 '나노섬유 메쉬 생체전극 및 이의 제조방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]
인체 내 질환을 진단하고 건강 상태를 확인하기 위해 생체신호를 측정하는 웨어러블 전극이 개발되고 있습니다. 생체신호를 측정하기 위해 다양한 미세 전극이 제작되고 있으며 특히 실리콘계 MEMS 기술이 주로 사용되고 있습니다. 그러나 단단한 특성 때문에 생체 적합성이 낮고 유연성이 부족해 생체 조직에 고정이 어렵다는 문제가 있습니다. 또한 피부 접착 시 통기성이 없어 습기가 차게 되고 이질감이 커서 장시간 사용 시 피부염 등의 부작용을 유발할 수도 있습니다.

DGIST 연구팀은 우수한 생체 적합성을 위해 피부와 유사한 유연성을 가지며 체액과 땀, 산소가 투과할 수 있는 생체 전극 제조 기술을 개발했습니다.

기존의 평평한 필름 위에 만들어진 웨어러블 전극은 장기간 신체 부착 시 발생할 수 있는 땀 축적으로 인한 피부염 유발이나 체내 삽입 시 체액 축적으로 신진대사의 장애를 일으킬 수 있습니다. 하지만 본 기술은 투과성이 좋은 나노 메쉬 위에 전극을 만들었기 때문에 이와 같은 문제에서 자유로울 수 있습니다.

망상 형태의 나노파이버로 구성된 나노섬유 메쉬 시트를 제조합니다. 파릴렌층을 코팅한 제조된 시트 위에 쉐도우 마스크를 얹고 파릴렌층으로 가려지지 않은 영역에 금을 증착해줍니다. 이후 파릴렌층의 표면에 금이 코팅된 나노섬유 메쉬 생체 전극을 만들어줍니다.

연구팀은 개발된 제품의 성능을 확인하기 위한 실험을 진행했습니다. 20명의 실험자들의 팔뚝에 물을 분사하고 제조된 생체 전극을 부착하고선 일정 시간이 지나 결과를 확인했습니다. 실험 결과 실험자들에게 알레르기성 및 자극성 접촉 피부염이 나타나지 않았으며 생체 적합한 소수성 고분자의 접착 성능으로 나노섬유 메쉬 생체 전극의 형태를 유지해 우수한 유연성을 확인할 수 있었습니다. 또한 생체 전극의 이물감이 적어 부착된 상태를 인식하지 못할 정도로 불편함이 현저히 낮다는 것을 확인했습니다.

개발된 제품은 피부에 탈착이 쉽고 생체 내 삽입하더라도 부작용 없이 생체 신호를 모니터링할 수 있어 여러 활동에 따른 생체 신호를 보다 효율적으로 측정할 수 있습니다.

다양한 생체 신호를 수집해 건강 상태를 사전에 확인할 수 있어 그에 따른 건강 개선법을 통해 삶의 질을 향상시킬 수 있고 바이오 인식 기술을 이용한 본인 인증을 비롯해 모바일을 통한 금융거래 및 본인인증 방면에서 활용도가 높을 것으로 기대됩니다.