도파민과 전기전도성 고분자를 활용해 생체 전극이나 바이오센서 전극의 전기 성능을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 생체 전극은 치료용 의료 기기에 사용되는 전극이다.
이재영 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수팀은 전기전도성 고분자를 전극에 코팅할 때 도파민 단량체를 함께 코팅함으로써 전기전도성 고분자와 전극 사이의 접착력 및 전극의 전기 성능을 동시에 향상시키는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
전기전도성 고분자는 생체 전극, 생체센서 제조와 같은 의공학 분야는 물론 트랜지스터, 태양전지, 배터리, 디스플레이 소재 등에서 널리 응용된다.
하지만 전기화학 및 화학 성질로 합성된 전기전도성 고분자는 전극과의 접합성이 우수하지 않고 전기 특성을 유지하기 어려워 이를 개선하기 위한 연구가 계속되고 있다.
연구팀은 전기전도성 고분자를 전극에 코팅하는 과정에서 도파민 단량체와 피롤 단량체를 혼합한 용액에 전기화학 작용으로 일정한 전압을 가해 산화 반응을 유도하는 방법으로 전기전도성 고분자와 도파민을 동시에 전극 표면에 코팅했다.
연구 결과 전기전도성 고분자는 기존보다 낮은 전압에서 전극에 빠르게 형성됐다. 도파민과 피롤의 농도 비율이 1대 5(0.2) 조건일 때 전극에서의 저항은 800배 감소했다. 저항이 낮아질수록 생체 전극 등에 응용할 때 더 높은 감도의 전기 신호를 받을 수 있다.
또 전기전도성 고분자와 전극 간 접착력은 도파민의 농도가 높아질수록 더 강해지는 것으로 나타났다.
이재영 교수는 “이번 연구는 기존의 전기전도성 고분자 필름의 단점을 보완해 생체 전극과 바이오센서 등의 성능을 향상시키는 데 기여할 것”이라고 기대했다.
한편 이번 연구는 미래창조과학부에서 지원하는 미래 유망 융합기술 파이어니어 사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 논문은 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠 27일자에 실렸다.
광주=서인주기자 sij@etnews.com