[한국기술뉴스] 한국연구재단은 연세대학교 유기준 교수 연구팀 등이 뇌 신경을 빛으로 자극하고 동시에 뇌에서 나오는 파형을 기록할 수 있는 생체 삽입형 투명전극을 저비용, 고효율로 제작할 수 있는 공정을 개발했다고 밝혔다.
 
기존에는 투명한 그래핀이나 ITO, 그물이나 다공성 구조의 금속(금)을 생체 삽입형 소자의 전극 소재로 활용하였지만, 고온 공정 및 추가적인 필름 위로의 전사 방식으로 인해 공정이 복잡했다.

이에 전극 소재로 구조적 다변성을 지녀 저온에서도 전기 전도성을 제어할 수 있고 스핀 코팅 공정이 가능해 제작이 쉬운 전도성 고분자(PEDOT:PSS)에 대한 관심이 이어졌다. 하지만 물에 취약해 패턴 공정에 한계가 있었다.

연구팀은 기존 패턴 공정 중 포토 공정 이후에 박막을 형성하는 리프트-오프 공정 기법을 도입하여 전도성 고분자의 특성을 고려한 단층 패턴 공정을 크게 단순화했다.

나아가 이렇게 만들어진 전도성 고분자 배열을 단순히 첨가제 (EG)에 담그는 방식으로 코일처럼 복잡하게 배열된 전도성 고분자를 선형으로 변환, 전하가 지날 수 있는 통로를 확보하여 전도성을 크게 높였다.

이를 통해 제작공정의 단순화와 전도성 향상은 물론 노이즈 없는 투명성도 최대로 확보하여 기존 전극으로는 확보할 수 없던 세포의 구조적 활동을 확인, 뇌조직 이미징 가림 현상을 해소하였다.

이렇게 제작된 고분자 기반 투명전극을 실제 쥐 뇌 대뇌피질에 삽입, 빛으로 대뇌피질을 자극하는 데 성공했다. 질환 모델 생쥐에 뇌전증 발작을 일으키는 약물을 주입함으로써 뇌 전기생리학적 신호를 정확하게 측정하는 투명전극의 성능을 확인하였다.