체내에서 정상작동할 수 있는 반도체 개발

2015.08.18 18:00
연구팀이 개발한 전자소자의 모식도(왼쪽). 중간의 수용액이 반도체에 꼭 필요한 절연체 역할을 한다. 전자소자의 실제 모습. - GIST 신소재공학부 제공
연구팀이 개발한 전자소자의 모식도(왼쪽). 중간의 수용액이 반도체에 꼭 필요한 절연체 역할을 한다. 오른쪽은 실제 전자소자. - GIST 제공

국내 연구팀이 체내에서 장기간 정상 작동이 가능한 초저전압 전자소자를 개발했다.


윤명한 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수팀은 전자소자를 둘러싼 체액을 비롯한 물과 같은 액체를 절연체로 사용할 수 있는 전자소자를 만들었다고 18일 밝혔다.


최근 질병을 진단하거나 치료 목적으로 몸속에 삽입하는 전자소자 기술이 각광 받고 있지만 대부분의 전자소자는 다량의 이온을 포함한 체액이나 전해질에 닿으면 쉽게 분해 되고, 전자소자를 작동시키기 위한 높은 전압 때문에 체내에서 수분이 전기 분해되는 치명적인 문제점이 있었다.


연구팀은 일반적인 전자소자가 피하려 하는 수분과 수용액 환경을 역이용해 수용액과 반도체 사이에 0.1㎚(나노미터·10억 분의 1m)의 전기이중층 유전막(절연체)이 형성되도록 했다. 물과 반도체 사이에 만들어지는 유전막이 반드시 필요하기 때문에 건조한 환경에서는 작동하지 않지만, 체액과 유사하게 만든 환경에서는 8시간 이상 정상 작동했다.


또한 0.5V의 낮은 전압으로도 구동이 가능해 주변 수분을 전기분해 하는 일이 없이도 안전하게 작동할 수 있는 것으로 확인됐다.


연구팀은 “매우 낮은 전압으로 구동되기 때문에 체내에서 발생하는 전기 신호를 감지하는 센서로도 이용할 수도 있다”며 “인체 삽입형 전자소자 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라 설명했다.


연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 14일자에 실렸다.

 

 

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