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배터리 필요없는 피부 부착 심전센서 개발

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배터리 필요없는 피부 부착 심전센서 개발

2018.10.01 17:02
한일 공동연구진이 개발한 초박막 유기태양전지 구조(왼쪽)과 실제 초박막 유기태양전지 사진 (오른쪽)
한일 공동연구진이 개발한 초박막 유기태양전지 구조(왼쪽)과 실제 초박막 유기태양전지 사진 (오른쪽). 광주과학기술원 제공.

 

한국과 일본 과학자들이 태양빛을 받아 작동하고 피부에 붙이는 심전도 측정장치를 개발했다. 주위에 빛만 있으면 동작하기 때문에 외부 전기 공급이 필요없어 활용 가능성이 크다는 평가를 받고 있다. 


광주과학기술원(GIST) 졸업생 출신인 박성준 삼성종합기술원 선임연구원(Staff Researcher)과 KAIST, 일본 도쿄대와 이화학연구소(RIKEN) 등 한일 공동 연구진은 태양전지로 작동하는 결합형 초박형 센서를 이용해 피부에 붙이는 심전도 측정 장치를 개발했다고 1일 밝혔다. 


최근 피부나 옷감에 밀착시켜 쓸 수 있는 튼튼한 유기태양 전지가 개발되면서 차세대 센서용 전원으로 주목을 받고 있다. 하지만 내장형 배터리를 이용할 경우 부피가 커지는 문제가 단점으로 지적돼 왔다. 이를 대신해 태양전지를 이용하는 방안이 제시됐지만 피부의 변형, 빛의 입사각도에 따라 태양 전지의 출력이 불안정해지는 문제가 나타났다. 

 

연구진은 미세하고 규칙적인 요철 패턴인 ‘나노 요철 구조’ 를 초박형 유기기판 위에 형성해 초소형·초박형 태양전지를 개발했다. 두께 1㎛ (마이크로미터, 1㎛는 100만 분의 1m) 미만의 초박형 기판을 만든 다음, 그 위에 수십 ㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m)~700㎚ 수준의 ‘전자 주입 층’ 및 ‘반도체 폴리머층'을 형성하는데도 성공했다. 센서는 주변 빛의 굴절률을 조절, 태양 전지의 효율을 크게 높이는 효과를 가져왔다. 태양전지의 에너지 변환 효율은 현재까지 보고된 플렉서블 유기 태양 전지 중 세계최고 효율인 10.5%로 나타났다. 

 

박성준 선임연구원은 “전력소비를 걱정하지 않고 지속적으로 생체 정보를 취득하기 위한 요소 기술을 실현한 것”이라며 “무선 전송 시스템과 통합함으로써 차세대 센서 시스템의 기반 기술을 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.  이 성과는 국제학술지 ‘네이처’ 9월 27일자로 게재됐다.

 

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