섬유 한 가닥에 ‘땀 센서’ 넣어 생체정보 측정…이식형 생체전자 소자 상용화 ‘성큼’

직물에 한 가닥의 섬유를 넣어 사람의 생체정보를 실시간 측정할 수 있는 센서가 개발됐다. 섬유 기반 웨어러블 전자기기의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다.

한국연구재단은 윤명한 GIST(광주과학기술원) 교수 연구팀과 주상현 경기대 교수 연구팀이 공동으로 전기가 흐르는 단일 가닥의 고분자 섬유를 기반으로 '웨어러블 땀센서'를 개발했다고 26일 밝혔다.

이 땀센서는 땀의 이온농도를 실시간으로 측정하는 기기로, 2차원 박막 형태에서 벗어나 1차원 섬유 가닥 형태의 트랜지스터를 적용했다. 기존 센서에 포함된 반도체 소자는 얇은 막 형태로, 유연성이 떨어지고 박막 규격에 따라 성능이 변해 상용화에 걸림돌이 됐다.

연구팀은 유연전자소재나 생체전자소재로 각광받고 있는 '수계 전도성고분자'를 소자 제작에 사용해 장기간 물 속에서도 안정적으로 구동되면서 높은 생체 적합성을 갖도록 구현했다. 또 직물에 센서 한 가닥을 삽입하는 간단한 제작방식으로 생산성도 높였다.

이 센서는 반도체의 규격에 상관없이 이온 농도를 정확히 측정하는 방식을 적용해 95% 이상의 높은 재현성과 정확성을 나타낸다고 연구팀은 설명했다.

여름철 노인과 어린이, 야외 노동자와 같은 폭염 취약계층에 적용할 경우 탈수증세에 따른 피해를 줄이는 데 활용할 수 있다.

윤명한 교수는 "수계 전도성 고분자를 기존 2차원 박막소자에서 단일 섬유 형태의 소자까지 확장시킨 것으로, 가까운 미래에 섬유 기반 이식형 생체 전자소자를 만드는 데 기여할 것"이라고 말했다.

이 연구성과는 국제학술지 'NPG 아시아 머티리얼즈(26일자)'에 실려 특집 논문으로 선정됐고, 과기부와 연구재단의 기초연구사업, 민군기술협력사업, 나노소재기술개발사업의 지원을 받아 연구가 수행됐다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr