[재경일보 문현지 기자] 미래창조과학부는 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 김대형 교수팀(서울대 화학생물공학부)이 나노 물질을 사용하여 웨어러블 전자시스템을 개발했다고 31일 밝혔다.

이 시스템은 파킨슨병과 같은 운동 장애 질환의 발병 여부를 상시 모니터링해 측정 결과를 메모리에 저장할 수 있으며, 저장된 정보의 패턴 분석을 통해 진단하고 필요시 피부에 약물을 투여해 치료도 가능하다.

또 연구팀은 나노입자를 기존의 반도체 공정에 적용하여 획기적으로 전력소모를 낮춘 저전력 디바이스를 구현하는데 성공해 웨어러블 전자시스템이 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있게 했다.
 
연구팀은 보통의 전자소자에서 사용되는 딱딱한 기판(실리콘 웨이퍼 혹은 유리기판) 대신 나노박막과 나노입자를 사용하고 기존의 반도체 기술을 변형시켜 활용함으로써 휘거나 늘일 수 있는 전자소자를 제작할 수 있었다.
 
더불어 기판 위에 희생층, 보호층을 먼저 코팅하고, 그 위에 산화물 및 금속 나노박막과 나노입자를 배열해 전자소자를 제작한 후 희생층을 제거한 뒤 늘일 수 있는 패치에 전자소자를 전사-인쇄하는 방법을 구사했다.

이 연구결과는 세계 최고 권위 학술지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF 31.17)에 이 날자로 게재됐다.

이 방법으로 피부와 비슷하게 25%정도까지 늘어날 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자를 제작했고, 다양한 나노 입자를 주입해 약물전달 등의 치료까지 할 수 있는 시스템을 개발하여 웨어러블 의료용 전자패치 형태로 구현했다.

또 나노박막 센서로 운동 장애의 패턴을 측정하고, 나노 박막·입자 메모리에 저장 후 분석해 질병징후를 진단하며, 전자히터는 나노입자에 들어있는 치료용 약물이 피부에 잘 투여될 수 있도록 한다.

김 교수는 “이번 웨어러블 전자패치 개발 성과가 차세대 피부 부착형 헬스케어 전자 기기의 연구 개발을 선도하는 계기가 될 것”이라며 “향후 스마트폰과 같은 무선 통신 기술을 통해 원격 진료에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.