인체 생체신호를 정확히 측정하는 혁신적 전자피부

우리 학교 박성준 교수 연구팀이 인체 생체신호 모니터링을 위한 혁신적인 전자피부를 개발했습니다. 이 전자피부는 아주 낮은 수준의 전압에서도 생체신호를 정확하게 측정할 수 있어 헬스케어 기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다. 연구팀은 광주과학기술원(GIST)과 협력하여 수직형태의 채널구조를 갖는 초유연, 초저전압 전자피부를 구현했다고 밝혔습니다. 이 연구는 '표피신호 모니터링을 위한 초유연성 수직 코바이노 유기전기화학 트랜지스터'라는 논문으로 저명 학술지 <어드밴스드 머티리얼스>에 게재되었습니다. 아주대, 서울대, GIST의 여러 연구원이 공동 저자로 참여하여 연구를 주도했습니다. 초유연 전자피부는 유기전기화학트랜지스터를 활용하여 피부에서의 미세한 이온변화를 전기신호로 변환하는 방식입니다. 그러나, 기존의 평면구조 트랜지스터는 피부 부착 시 변형에 취약하여 전기적 평형 상태 유지가 어려웠습니다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 수직구조를 채택하여 500나노미터 미만의 채널 길이를 갖는 소자를 개발했습니다. 이로써 증폭률과 구동안정성을 각각 10배, 30배 이상 향상시켰습니다. 개발된 전자피부는 머리카락 두께의 1/100 수준으로 매우 얇고, 33%의 압축변형 및 1000회 이상의 반복 시험에서도 성능 저하 없이 안정적으로 작동했습니다. 이를 통해 다양한 움직임 속에서도 신뢰성 높은 생체신호 측정이 가능함을 증명하였습니다. 이 기술은 실시간 건강 모니터링과 원격 생체신호 분석 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 보입니다. 박성준 교수는 이번 연구를 통해 비침습적 피부인터페이스 건강 모니터링 기술에 획기적인 진전을 이루어냈다고 밝혔습니다. 앞으로 초소형 웨어러블 기기의 구현 가능성을 높이고, 장기적 사용에도 안정성을 유지할 수 있는 방안을 제시할 것으로 기대됩니다. 연구는 과학기술정보통신부와 아주대 연구비 지원을 받아 수행되었습니다.

피부 부착형 장치를 통해 부위별로 측정한 생리학적 신호. (a-b) 심전도 신호 측정 (c-e) 근전도 신호 측정 (f-g) 안전도 신호 측정