전기 250배 잘 통하는 생체전극 재료 만들었다

DGIST, 인체무해한 물질로 전도성고분자 개발
피부에 붙이거나 인체에 삽입하는 것도 가능
생체의료기기분야 개발에 활용 가능

DGIST 이성원 교수 연구팀이 개발한 전도성고분자로 만든 생체전극의 향상된 전기전도도로 인해 LED가 켜졌다. DGIST 제공

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST)은 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 기존보다 전기전도도를 250배 이상 향상시킨 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 제작 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 전도성 고분자는 인체에 무해한 물질로 만들어 향후 피부부착 및 삽입형 생체전극 등 생체의료기기 분야 개발에 큰 도움이 될 전망이다.

이성원 교수는 "이 기술을 적용하면 전극 저항을 100배 이상 줄일 수 있어, 에너지 효율을 높이고 의료분야로의 활용 폭이 넓어질 것"이라고 말했다.

연구진은 온도와 습도를 제어한 열수처리를 통해 전기전도도를 향상시키는 새로운 제작 기술을 개발했다. 이 기술이 적용된 전도성 고분자로 생체전극을 만들어 LED를 켜고 심전도를 측정하는데 성공했다. 이때 전기전도도를 측정한 결과 기존보다 약 250배 향상된 125.367 지멘스퍼센티미터(S/㎝)가 측정됐다.

연구진은 상대습도 80% 이상에서 70도 이상의 열을 가할 시 전도성 고분자 내부의 PEDOT 양이온과 PSS 음이온의 결합력이 약화돼 상분리가 일어남을 발견했다. 이로 인해 전도성 물질인 PEDOT 양이온의 얽힘 현상이 발생하며 전도도가 높아짐을 확인했다.

DGIST 이성원 교수 연구팀이 개발한 전도성고분자로 만든 생체전극을 온도센서와 결합해 피부 온도를 읽어낼 수 있다. 또한 심전도 모듈과 연해 심전도 측정이 가능하다. DGIST 제공

연구진은 이번 연구가 고압증기멸균기(Autoclave)의 멸균공정으로 소자의 전기전도도를 높일 수 있어, 실제 의료현장에서의 일반적 멸균과정을 통해서도 사용 가능한 간단하고 효율적 공정이라고 설명했다.

이 교수는 이번 연구를 응용해 체내 삽입형 및 피부부착형 생체전극을 개발하는데 추가연구를 할 계획이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 정우성 석박사통합과정생과 권기혁 석사과정생이 공동 1저자로 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스'에 지난 10월 8일 온라인 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자

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