머리카락보다 얇고 인체 완벽 밀착…'THIN'이 신체 모니터링 [지금은 과학] 작성일 12-10 8 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">IBS 등 공동연구팀, 고감도 생체신호 계측 초박막 소자 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="8JHxj0Zvh1"> <p contents-hash="e959f0f7a57dd920a8a8626c098705cbd08b66ba6b24b6af6487801ba0da3e02" dmcf-pid="6iXMAp5Ty5" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 눈에 보이지 않을 만큼 얇고, 생체조직에 스스로 달라붙는 초박막 나노전자소자가 탄생했다.</p> <p contents-hash="f9fa45ecd473f2f0a7b29a8eeef0b16ab13ccc082e39938f6ce4a04c6bff67c9" dmcf-pid="PnZRcU1yhZ" dmcf-ptype="general">기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕) 뇌과학 이미징 연구단(단장 김성기, 하콴 라우) 손동희 교수(성균관대 전자전기컴퓨터공학과 부교수)와 김봉수 교수(울산과학기술원 화학과 부교수) 공동연구팀은 두께 350나노미터의 초박막 하이드로젤-엘라스토머 기반의 이온-전자 복합 나노막을 개발했다.</p> <p contents-hash="07a6af00ebcec95e98342c3b81ea97ace4582ea17ff63f8ee70abae814428536" dmcf-pid="QL5ekutWWX" dmcf-ptype="general">1나노미터는 10억분의1m이다. 350나노미터는 사람의 머리카락(약 5만 나노미터)보다 얇다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c2242ca7166fe7bd9cd21cab551168d58f1e0c8b7dcef9375700a9f04c0722e2" dmcf-pid="xo1dE7FYSH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="조직에 완전히 밀착하고 견고히 접착되는 THIN의 변형 가능 원리와 특성. [사진=IBS]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/10/inews24/20251210190147742wcjn.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="z04sHe6byq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/10/inews24/20251210190147742wcjn.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 조직에 완전히 밀착하고 견고히 접착되는 THIN의 변형 가능 원리와 특성. [사진=IBS] </figcaption> </figure> <p contents-hash="41a2cc0af6e2a4c3d9a7557bd7c4aff6d758e1433945e62243feed68b9da8607" dmcf-pid="yfIbRWhDCG" dmcf-ptype="general">이를 활용해 유기전기화학 트랜지스터(OECT, 두께 400나노미터)를 구현했다. 이 소자는 심장·근육·뇌조직 위에 스스로 밀착하고 강하게 접착돼 정밀한 생체신호를 계측하면서도 조직에 부담을 주지 않는 혁신적 생체-전자 연결 구조이다. 앞으로 정밀 의료와 뇌-기계 인터페이스 분야로의 응용이 기대된다.</p> <p contents-hash="383765462d6e2649e967327ed322fb47720f16d0ead3d6c365649a6be4c1ed29" dmcf-pid="W4CKeYlwTY" dmcf-ptype="general">심장, 근육, 뇌 같은 살아있는 연조직은 물처럼 부드럽고 3차원 곡면 구조라 전자소자를 안정적으로 붙이기 어렵다. 기존 전자소자는 뻣뻣하거나 두꺼워 밀착이 되지 않거나 이물감과 염증을 일으킬 수 있다.</p> <p contents-hash="db47f62407eb5f622ae02c10756f0eb029ad1167b6a97fe5f7b5de2981162de7" dmcf-pid="Y8h9dGSrWW" dmcf-ptype="general">전극 기반의 측정은 신호 세기가 약하고 잡음에 취약해 정밀 계측에 한계가 있었다. 이를 보완한 유연 나노전자소자도 개발됐는데 공정 난이도, 내구성, 실제 사용하는데는 여전히 제약이 있다.</p> <p contents-hash="f66239b15659e2f8ae77be7085888fcc0b7aefbe42e92954dce746f288c6cba3" dmcf-pid="G6l2JHvmyy" dmcf-ptype="general">최근 점착성 재료나 하이드로젤을 덧붙여 생체조직과 밀착성을 높이려는 시도가 있었다. 두껍고 뻣뻣할 뿐 아니라 전극이나 센서가 유연기판에 의존하는 구조라 미세조직의 곡면에 완벽하게 맞추기 어렵다는 한계가 있다.</p> <p contents-hash="0badd3bdac1db0c2c1495bc6d7e3f09e57a69343a5481e1c41e57a73a7ded0a7" dmcf-pid="HPSViXTsTT" dmcf-ptype="general">일부는 외부 자극(온도, 압력 등)을 필요로 하거나 기판으로 인한 조직 손상 우려도 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 연구팀은 다양한 인체 조직과 자발적 밀·접착과 고감도 생체신호 계측을 동시에 달성할 수 있는 새로운 개념의 전자막(THIN)을 개발했다.</p> <p contents-hash="ef11c36183c66c3d239e287a8aff76b28344a4b93b2a26fccd76a7e9c9445cde" dmcf-pid="XQvfnZyOCv" dmcf-ptype="general">THIN은 생체조직접착 하이드로젤과 고신축성 반도체성 탄성고분자를 결합해 만든 두께 350나노미터의 초박막 구조다. 건조 상태에서는 매우 얇은 두께임에도 단단해 다루기 쉽다. 인체 내 수분을 만나면 즉각적으로 부드럽게 변하는 동시에 견고한 접착이 가능해 조직 곡면에 스스로 밀착된다.</p> <p contents-hash="b8e43913cd77455f3ce82c0e5681bb945f51ab4efb8c4b4f73f84e9dbf8a6186" dmcf-pid="ZxT4L5WICS" dmcf-ptype="general">연구팀은 독창적 성능의 THIN 플랫폼을 구현하기 위해 친수성 하이드로젤과 소수성 반도체 고분자를 정밀하게 겹쳐 이중층을 만들었다. 금을 얇게 코팅해 전극을 제작한 뒤 두께 400나노미터의 THIN 기반 트렌지스터(THIN-OECT)를 완성했다.</p> <p contents-hash="f9fb5eff189901588804334c177016c157cb15ca2f11d5bddff59dab4b64472c" dmcf-pid="5My8o1YChl" dmcf-ptype="general">이를 쥐의 심장·근육·뇌에 부착해 실험한 결과 심장 전기신호, 근전도, 뇌파를 고감도·저잡음으로 실시간(on-site) 증폭·계측하는 성능을 확인했다. 4주 이상 장기이식에서도 부작용 없이 안정적으로 작동해 높은 조직 적합성을 입증했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="da36c06219c17120ec629388cf89fe09ba283b1ecd38fb583777d80083e2d847" dmcf-pid="1RW6gtGhTh" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="나노막을 기반으로 유기 전기화학 트랜지스터(THIN-OECT)로 구현해 생체 내에 적용했을 때, 체액을 흡수하며 조직의 굴곡에 따라 유연하게 적응하고, 미세한 생체신호를 실시간으로 증폭하여 정밀하게 계측할 수 있음을 확인했다. [사진=IBS]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/10/inews24/20251210190149033ctwa.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="4bBcS8KpWt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/10/inews24/20251210190149033ctwa.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 나노막을 기반으로 유기 전기화학 트랜지스터(THIN-OECT)로 구현해 생체 내에 적용했을 때, 체액을 흡수하며 조직의 굴곡에 따라 유연하게 적응하고, 미세한 생체신호를 실시간으로 증폭하여 정밀하게 계측할 수 있음을 확인했다. [사진=IBS] </figcaption> </figure> <p contents-hash="a4732a77dc1221e733f718e7b610bd5b9dc3da43edd0f6698db5c27ee10a73f0" dmcf-pid="tUjt9mcnTC" dmcf-ptype="general">이번 성과는 기존 바이오전자소자가 풀지 못했던 세 가지 한계를 동시에 극복했다. 소자가 매우 얇고 유연해 조직이 소자의 존재를 거의 감지하지 못하며, 인체 내 수분만으로도 즉각적 조직 접착과 형태 변형이 돼 완벽한 밀착이 가능하다.</p> <p contents-hash="00c7c272a36602fb0be8dbf18d15432f2627de1c31e713156f6b985afaade7b5" dmcf-pid="FuAF2skLyI" dmcf-ptype="general">어떠한 조직에도 별도의 고정 장치가 필요 없다. 미세한 생체신호도 뚜렷하게 잡아낼 수 있다. 기존 전극 기반 센서나 유연기판 소자가 구현하지 못했던, 장기간 체내 이식이 가능한 ‘착용해도 거의 느껴지지 않는 바이오전자소자’를 처음으로 실현했다.</p> <p contents-hash="2ecbad9f665a7d01cc794b8332f46c28a975138ae3ffca1c0ad1fefa679cce4a" dmcf-pid="37c3VOEoyO" dmcf-ptype="general">손동희 교수는 “이번 연구는 생체조직에 스스로 부착되는 보이지 않는 나노전자소자를 통해 기존 바이오전자 기술이 갖는 실사용성·내구성·조직안정성의 한계를 극복한 계기로 생체 계측·자극 기술의 패러다임을 바꿀 수 있다”며 “앞으로 심장질환 모니터링, 맞춤형 뇌파 인터페이스, 근육 재활 로봇 제어 시스템, 전자약 기반 자극 치료 등 다양한 정밀의료 플랫폼으로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="462bdee423143b30c8ed8e88c47f218716e6843c84d8b5b4fb199c71e234bfd4" dmcf-pid="0zk0fIDgvs" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기술을 기반으로 차세대 폐-루프(Closed-loop) 센서-자극 인터페이스를 구축해 신경재활과 감각재현형 신경보철기술 등으로 응용할 계획이라고 전했다.</p> <p contents-hash="6f21ffbb40c17bc454c8248f1ab5478d4d76805595f22d329083a5f41a7e6050" dmcf-pid="pqEp4Cwalm" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 나노전자공학 분야 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’에 12월 10일(현지시간)자 온라인으로 실렸다.</p> <address contents-hash="7c079c562fbf21c89274d481ec7abb2f47acabc052fb88774f0fe71af25c24f7" dmcf-pid="UBDU8hrNhr" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [과학을읽다]보이지 않을 만큼 얇고, 인체에 '스스로 붙는' 초박막 소자 세계 최초 구현 12-10 다음 '장애학생체전 수영6관왕'김재훈 해냈다! 두바이장애청소년AG 첫날 첫金! '전국체전銅'손지원은 0.1초차 銀! 12-10 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
