[IT비즈뉴스 최태우 기자] 카이스트(KAIST) 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부에서 발생하는 땀의 양을 뛰어넘는 발습 효과를 가진 다공성 폴리머 유연소재와 제조공정을 개발했다고 27일 밝혔다. 

기존의 피부부착형 유연소재는 피부에서 발생하는 땀을 모두 증발시키지 못해 웨어러블 기기를 장기간 사용할 시 피부 발진, 홍조를 유발하는 단점이 있었다.

조영호 교수 연구팀이 새로 개발한 고발습 유연 소재와 제조공정 기술은 폴리머 소재 내에 미세공극(구멍)을 균일하게 형성해 높은 수분 투과도를 갖도록 했다.

유연소재 표면에 피부의 생리 신호를 감지할 수 있는 센서들을 제작할 수 있어 상시 착용이 가능한 피부부착형 패치 개발이 가능하다. 

기존 다공성 폴리머는 설탕 등의 고형 입자를 폴리머에 혼합한 후 용액으로 입자를 녹여서 공극을 형성하는데 고형 입자의 크기와 분포가 불균일하며 얇은 박막 형성이 불가능하다.

연구팀은 고형 입자 대신 구연산 용액을 폴리머에 혼합한 후 온도조절로 용액을 결정화해 작고 균일한 입자를 분리 후 에탄올로 녹여냈다. 공극 크기가 작고 균일하며 얇은 막 형성이 가능한 새로운 방식의 다공성 폴리머 유연소재와 제조공정을 개발했다. 

연구팀이 개발한 다공성 폴리머 유연소재는 기존 대비 공극 크기를 약 1/15로 줄이고, 크기 균일도는 2배로 증가했다. 스핀 코팅을 통해 21~300μm 두께의 얇은 막을 만들 수도 있다. 피부의 하루 땀 발생량보다 1.8배 높은 수분 투과율을 보였다.

조영호 교수는 “고발습 유연 소재 박막 위에 인간의 생체신호를 측정할 수 있는 센서를 집적해 상시 착용이 가능한 반창고형 감정 측정 패치를 개발하고 있다”며 “이번 연구로 피부부착형 웨어러블 소자의 착용 시간을 늘릴 수 있는 계기를 마련했다”고 소감을 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 1월13일 온라인판에 게재됐다