전북대학교 이한얼 교수(신소재공학부 전자재료공학전공) 연구팀이 3차원(3D) 다공성 그래핀을 활용한 실시간 생체신호 모니터링 시스템을 개발해 화제다. 

이 연구는 국립금오공과대학교, 미국 코넬대학교 등과의 국제 공동연구를 통해 진행, 세계적 학술지 Energy & Environmental Materials (Impact Factor: 13.0, 학문분야 상위 7.9%)에 게재됐다.

14일 전북대에 따르면 이한얼 교수 연구팀이 초고속 플래시광 조사를 이용한 그래핀 합성법을 개발했다. 플래시광을 조정하는 방법을 최적화해 고순도·고전도성을 갖춘 3D 다공성 그래핀을 단시간 내에 합성할 수 있게 됐다. 

이 기술로 만들어진 그래핀은 기존보다 표면적이 넓고, 생체 신호 감지 능력이 우수해 웨어러블 센서로 활용할 때 우수한 감지 성능을 제공한다.

이를 활용해 연구팀은 피부에 부착해 실시간 생체신호를 모니터링할 수 있는 웨어러블 생체신호 모니터링 센서를 개발했다. 이 센서는 피부에 부착해 신체 움직임, 체온, 땀 속 이온 변화를 정밀하게 감지할 수 있으며, 의료기기나 헬스케어 디바이스에 적용할 수 있다. 다른 전자소자와도 집적돼 다양한 분야로의 적용이 가능할 전망이다.

이번 연구로 개발된 기술은 웨어러블 기기뿐만 아니라 의료, 스포츠, 재활 치료 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 예를 들어, 당뇨병 환자의 땀 속 혈당 변화를 실시간으로 측정하는 센서나, 환자의 체온 변화를 지속적으로 모니터링하는 의료용 패치에도 적용할 수 있다. 또한, 운동선수들의 근육 움직임과 피로도를 분석하는 스포츠 센서로도 유용하게 쓰일 수 있다.

이한얼 교수는 “플래시광을 이용한 저차원 소재 합성 기술을 더욱 발전시켜 웨어러블 전자소자의 활용 범위를 넓혀갈 계획”이라며 연구의 확장 가능성을 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노·소재기술개발사업(소재글로벌영커넥트사업), 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

/장은성 기자