과학기술정보통신부와 한국연구재단은 '4월 과학기술인상 수상자'로 김상우(사진) 성균관대 교수를 선정했다고 1일 밝혔다.
김 교수는 인체에 무해한 초음파와 정전기를 이용한 에너지 하베스팅(수확)기술을 기반으로 인체 삽입형 소자를 충전하는 기술을 개발, 환자의 삶의 질 향상과 차세대 의료분야 발전에 기여했다. 초음파로 정전기를 발생시켜 인체 삽입 의료기기를 충전하는 에너지 하베스팅 기술을 구현하기는 김 교수가 세계에서 처음이다.
기존 인체 삽입형 의료기기는 전력을 공급하는 배터리 수명이 다하면, 교체 수술이 필요해 환자의 고통과 사회경제적 비용이 발생한다. 이를 개선하기 위해 체외에서 배터리를 충전하는 무선전송기술과 인체 에너지를 전기로 변환하는 압전기술이 연구되고 있으나, 짧은 전송거리나 안전성 부족, 적은 전력생산 등으로 상용화에 어려움이 있었다.
김 교수는 의료 현장에서 안전하게 사용하는 초음파를 이용해 인체에 삽입된 발전소자에 마찰전기를 일으켜 의료기기를 구동하는 '체내 원격 에너지 충전기술'을 개발하고, 이를 토대로 소자 제작에 성공했다.
연구팀은 돼지 피하지방층 0.5 깊이에 삽입한 발전 소자가 1.2볼트의 전압, 98마이크로 암페아(㎂) 전류 수준의 출력을 보였는 데, 이는 보통 1∼10마이크로 와트(㎼)의 전력으로 구동하는 인체 삽입용 심장박동기 등에 사용할 수 있는 전략량에 해당한다고 설명했다.
관련 기술은 지난해 에너지마이닝에 이전됐으며, 연구결과도 세계적 학술지 '사이언스'에 실린 바 있다.
김상우 연세대 교수는 "초음파로 정전기를 발생시켜 발전과 충전이 가능한 초음파 구동 정전기 하베스팅 소자를 세계 최초로 구현한 것으로, 다양한 의료기술에 적용해 인체 삽입형 의료산업 발전에 새로운 이정표가 될 것"이라고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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