[한국기술뉴스] 고려대학교 화공생명공학과 하정숙 교수 연구팀은 파손된 전자소자가 스스로 수리하는 자가치유 웨어러블을 개발했다. 개발된 기술은 경희대학교 산학협력단을 통해 2021년 11월 08일 특허를 출원(출원번호 제1020210152007호)했다. 특허 명칭은 '자가치유 하이드로겔을 포함하는 센서, 자가치유 하이드로겔을 포함하는 전기변색소자 및 이들을 포함하는 웨어러블 디바이스’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

웨어러블 디바이스에 강한 물리적 외력이 가해지면 장치가 파손될 수 있습니다. 최근에는 웨어러블 기기의 내구성과 경제성을 높이기 위해 자가 치유 성능을 지닌 자가 치유 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 자가 치유 물질은 실제 일상생활에서 자주 파손될 수 있는 전자소자의 수명을 높일 수 있다는 큰 기대를 받고 있으나, 이를 실제로 실현시키기 위해서는 적절한 성능을 가진 자가 치유 물질과 실제 적용에 적합한 형태의 소자의 개발이 필요합니다.

고려대학교 하정숙 교수 연구팀은 다중 가교 자가 치유 하이드로겔을 이용해 인장강도가 뛰어나고 상온에서의 높은 자가 치유 효과를 지닌 웨어러블 디바이스를 발명했습니다.

미셀 구조를 이용한 친수성 및 소수성 블록을 이용해 자가 치유 성능을 지닌 하이드로겔을 제조합니다. 이후 하이드로겔과 PET/ITO 전극을 결합하여 이차원 전기변색소자를 제작합니다. 그 후 인장센서와 전기변색소자를 전기적으로 연결하여 웨어러블 디바이스를 제조합니다.

본 발명의 자가 치유 하이드로겔은 인장 센서 및 전기변색소자를 포함하고 있어 하이드로겔이 신장되거나 수축됨에 따라 저항이 변화하여 인장의 변화를 측정할 수 있습니다. 또한 다중 가교 네트워크를 포함하여 인장강도가 뛰어나고 상온에서의 높은 자가 치유 효율과 형태 수복력을 나타냅니다.

뿐만 아니라 본 발명 장치는 인체 관절의 구동 상태를 시각적으로 표현할 수 있어 재활치료를 받는 환자들의 운동능력을 측정하여 회복정도를 확인하거나 운동선수의 유연성이나 운동능력, 반사신경 등 인체의 움직임을 파악하는데 활용도가 높을 것으로 기대됩니다.