빅데이터 활용이 증가하고 사물인터넷으로 다양한 기기들이 연결되면서 여러 가지 현실 공간의 정보를 수집하고 측정하는 센싱 기술의 중요성이 커지고 있다. 특히 인간의 생체정보를 계측하는 기술은 가장 활발히 연구되는 분야 중 하나다.
일본 도쿄대학 연구진은 과학기술진흥기구(JST)의 전략적 창조연구추진사업의 일환으로 점착성 겔(Gel)을 이용해 몸에 붙이는 것만으로 생체정보를 측정할 수 있는 시트형 센서 제작에 성공했다.
현재 손목시계형 웨어러블 기기 등에 센서를 넣어 일상생활에서 간단히 맥박 등을 측정하는 생체정보계측시스템 등은 상용화가 이뤄졌다. 하지만 인간의 운동이나 생체정보를 보다 정밀하게 전자적으로 측정하기 위해서는 센서나 전자회로를 인체에 더 가깝게 위치시킬 필요가 있다.
하지만 종래의 센서들은 실리콘 등 단단한 소재로 제작돼 인체에 직접 부착할 경우 위화감을 느끼게 하고 결렬한 신체 움직임에 간섭을 받는 단점이 있었다.
이에 연구진은 유연하면서 생체 친화성이 좋고 피부 위에서도 미끄러지지 않고 안정적으로 유지되는 시트형 전자회로를 개발했다. 이 전자회로는 표면에 점착성이 있어 역동적인 운동에도 피부에서 떨어지지 않고 심전도 등 생체 신호를 전기적으로 측정할 수 있다,
두께 1.4마이크로미터(㎛)의 얇은 폴리에칠렌 테레프탈레이트(PET) 고분자 필름에 고성능 유기 트랜지스터 집적회로 성형하고 피부와 접촉하는 전극부분만 점착성이 있는 겔을 형성했다. 4.8×4.8㎠의 면적에 144개(12×12)개의 센서를 4㎜간격으로 배열했다.
접착에 사용된 겔의 소재 역시 신체 친화적이고 쉽게 제거 가능하도록 새로 개발했다. 폴리로텍신에 폴리비닐알코올(PVA)을 균일하게 분산해 형성한 소재다. 빛을 활용해 여러 형태로 형성할 수 있어 격자 상태로 배열한 센서의 전극부분만 이 신형 겔을 형성할 수 있었다.
연구진은 피부에 부착할 수 있는 이번 신형 센서와 겔이 향후 헬스케어, 스포츠, 의료 등 다방면에 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 종래의 착용하는 웨어러블 기기를 넘어 습포나 반창고와 같이 몸에 직접 붙이는 전자부품 도입이 가능할 전망이다.
박정은기자 jepark@etnews.com
