눈물로 스트레스 수치 측정하는 '스마트 콘택트렌즈' 개발

국내 연구진이 스트레스 수치를 실시간으로 측정해 일상 속 스트레스 관리를 돕는 ‘스마트 콘택트렌즈’를 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 박장웅 연구위원(연세대 신소재공학과 교수) 연구팀은 연세대, 명지대 연구진과 함께 눈물 속 스트레스 호르몬을 정확히 감지·측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 10일 밝혔다.

연구진은 2차원 구조체 ‘그래핀’을 사용해 투명하고 유연하면서 무선 통신이 가능한 ‘코티졸 센서’를 구현했다. 코티졸은 눈물 속 스트레스 호르몬이다.

이 센서는 두 개의 전극으로 비교적 간단히 구성된 그래핀 트랜지스터(FET)구조로 이뤄졌다. 센서가 눈물 속 코티졸 농도에 따른 그래핀의 미세한 저항 변화를 읽어 스트레스 수치를 실시간으로 정확히 검출해 낸다는 설명이다.

연구진은 1차원 전도성 물질인 은 나노와이어를 그물망 구조로 만들어 신축성이 뛰어난 투명 전극과 안테나, NFC칩 등의 각 부품들을 제작해 소프트 렌즈에 내장했다.

NFC 칩은 센서에서 읽어낸 코티졸 농도를 스마트폰으로 무선 전송한다. 이용자는 렌즈 착용 후 스마트폰을 눈 가까이 가져가면 스트레스 수치를 실시간 확인할 수 있다.

연구진은 “스마트 렌즈에서 발생하는 열과 전자기파는 인체에 무해한 수준이며 렌즈는 보관액에 담긴 후에도 형태와 기능이 그대로 유지된다”고 설명했다.

박 연구위원은 “이번 연구성과는 4차 산업시대에 주목받는 모바일 헬스케어 산업 뿐 아니라 의료분야까지 다양하게 활용될 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 게재됐다.