KAIST, 고발습 유연소재 개발…피부부착형 패치 기대

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(왼쪽부터)KAIST 바이오및뇌공학과 조영호 교수,윤성현 박사(사진제공 KAIST)© 뉴스1

고발습성 다공성 유연 폴리머 제조공정(사진제공:KAIST)© 뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = KAIST는 바이오 및 뇌공학과 조영호교수 연구팀이 피부에서 발생하는 땀의 양을 뛰어넘는 발습 효과를 가진 다공성 폴리머 유연소재와 제조공정을 개발했다고 27일 밝혔다.

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

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

기존의 다공성 폴리머는 설탕 등의 고형입자를 폴리머에 혼합한 후 용액으로 입자를 녹여 공극을 형성하는데, 고형입자의 크기와 분포가 균일하지 않아 얇은 박막 형성이 불가능하다.

이에 연구팀은 고형입자 대신 구연산 용액을 폴리머에 혼합한 후 온도조절로 용액을 결정화 해 작고 균일한 입자를 분리해내고 이를 에탄올로 녹여냈다.

그 결과, 공극 크기가 작고 균일하며 얇은 막 형성이 가능한 새로운 방식의 다공성 폴리머 유연 소재와 제조공정을 개발하는데 성공했다.

연구팀이 개발한 다공성 폴리머 유연소재는 기존 대비 공극 크기를 약 1/15로 줄이고, 크기 균일도를 2배로 증가시켰다.

특히 스핀 코팅을 통해 21~300μm 두께의 얇은 막을 만들 수 있다. 또 피부의 하루 땀 발생량(432g/m2)보다 1.8배 높은 수분 투과율(770g/m2)을 보였다.

실제 연구팀은 피부에 장시간 부착해도 피부홍조나 발진이 생기지 않음을 실험으로 검증했다.

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

한편, 이번 연구성과는 국제학술지 네이처의 자매지인 `사이언티픽 리포트' 2021년 1월 13일자 온라인판에 게재됐다.

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