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딱딱한 집게형 대체할 손가락장갑형 심박수 측정기 나왔다

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딱딱한 집게형 대체할 손가락장갑형 심박수 측정기 나왔다

2021.01.24 12:00
개발된 손가락장갑형 심박수 측정기. KIST 제공
개발된 손가락장갑형 심박수 측정기. KIST 제공

국내 연구팀이 실시간으로 심박수를 측정할 수 있는 부드러운 손가락 장갑을 개발했다. 연구팀은 딱딱한 집게형 심박수 측정기를 대체할 수 있을 것으로 기대한다.  


한국과학기술연구원(KIST)은 이현정∙임정아 차세대반도체연구소 책임연구원팀이 섬유형 전자소자를 이용해 손가락장갑형 심박수 측정기를 개발했다고 24일 밝혔다.


섬유형 전자소자는 섬유 고유의 특성을 유지하며 전기적 특성을 가지는 전자소자다. 반도체와 전극, 절연막 등의 층으로 구성된 광전자소자는 전극의 크기와 구조에 따라 소자의 성능이 크게 달라진다. 섬유형 전자소자는 전극의 크기와 구조를 크고 다양하게 만들 수 없었다. 마이크로미터 단위인 실의 두께에 맞춰 소자를 형성시켜야 하기 때문이다. 이런 이유로 섬유형 전자소자는 성능을 향상시키는 데 한계가 존재했다.


연구팀은 원하는 전극을 잉크젯 프린터로 프린팅해 제작하고 그 위에 반도체가 코팅된 전극 실을 굴리는 방식으로 섬유형 전자소자의 한계를 극복했다. 연구팀은 “전극소재로 전도성이 우수하고 유연하며 반투명 필름을 형성해 투명전극으로 활용이 가능한 탄소나노튜브에 주목했다”며 “탄소나노튜브는 계면활성제와 물에 분산해 잉크젯 프린팅이 가능한 잉크로 제작할 수 있다”고 설명했다.


분사된 탄소나노튜브는 물에 떠 있는 것과 같다는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀은 “그 위에 섬유를 굴리면 전극구조의 손상 없이 쉽게 섬유의 표면으로 옮길 수 있다”며 “반도체층과 전극 손상없이 섬유형 전자소자를 제작했으며 이 소자는 반경 1.75mm까지 구부려도 80% 이상의 성능이 안정적으로 유지됐다”고 밝혔다.


연구팀은 이 섬유형 전자소자로 손가락장갑형 심박수 측정기를 개발했다. 빛을 감지하는 실 형태의 전자소자를 발광다이오드(LED) 소자와 함께 천에 삽입했다. 장갑처럼 손에 끼면 손 끝에서 흐르는 혈액양의 변화에 따라 LED 빛의 반사세기를 전자소자가 감지한다. 이를 통해 사용자의 맥박을 측정할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다. 


임 책임연구원은 “손가락장갑형 심박수 측정기는 편안하고 부드러운 느낌으로 측정자에게 쉽게 다가갈 수 있으며, 언제나 어디서나 실시간으로 심박수를 측정할 수 있는 장점이 있다”고 밝혔다. 이 책임연구원은 “섬유형 소자 개발에 있어 과제로 남아있는 전극 형성 기술에 대한 새로운 접근법을 제시했다”며 “섬유형 광전자소자의 성능 향상과 복잡한 회로를 가지는 섬유형 전자소자의 개발에 도움이 될 것”이라고 밝혔다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘미국화학회(ACS) 나노’ 지난달 9일자에 공개됐다.

 

왼쪽부터 이현정·임정아 책임연구원. KIST 제공
왼쪽부터 이현정·임정아 책임연구원. KIST 제공


 

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