[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 조영호 교수팀이 피부에서 발생하는 땀을 실시간으로 투과시키며 피부와의 접촉면적을 획기적으로 개선한 다공성 헤어셀 구조의 맥파 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.
기존 폴리머 기반 맥파 센서는 땀 투과도가 피부의 하루 평균 땀 발생량(432g/m2)보다 낮아 장기간 부착 시 접촉성 피부염, 가려움 등의 피부 문제를 일으킨다.
또 피부에 안정적으로 접촉할 수 있는 면적이 낮아 맥파 신호의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
맥파는 심장이 박동할 때 발생하는 파동을 말한다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 다공성 고분자 표면에 헤어셀 구조를 형성해 피부와의 접촉면적을 획기적으로 넓혀 맥파 센서의 측정 정확도를 개선한 다공성 헤어셀 구조의 맥파 센서를 제작했다.
헤어셀 구조란 피부의 섬모와 같이 다공성 표면 위에 여러 개의 섬모가 형성돼있는 구조를 의미한다.
연구과정을 보면 폴리디메틸실록산(PDMS) 고분자 내에 구연산을 결정화 후 에탄올로 녹여 작고 균일한 공극을 형성함으로써 맥파 센서의 땀 투과도를 높였다.
특히 다공성 헤어셀 구조의 맥파 센서의 땀 투과도는 하루 486g/m2을 보여 피부의 하루 평균 땀 발생량보다 많고 기존 기술 대비 72% 증가함을 보였다.
또 피부에 장기간 부착 시에도 피부 트러블이 발생하지 않음을 7일간의 연속 부착 실험을 통해 입증했다.
이 연구결과에 의하면 측정 정확도(신호대잡음비)는 22.89를 보여 기존 기술 대비 측정 정확도를 약 9배 높였다.
조영호 교수는 “이번 연구를 통해 피부 트러블 없이 인간의 건강 상태를 상시 모니터링할 수 있는 웨어러블 센서를 개발했고 인공피부로서의 상시 사용성 역시 확립했다”고 말했다.
이 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 석민호 박사과정의 주도로 진행됐고 국제 학술지 나노스케일 어드벤시스(Nanoscale Advances)에 7월 27일 게재됐다.