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초음파로 몸속 의료기기 충전하는 시대 연다…이달의 과학기술인상에 김상우 교수

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초음파로 몸속 의료기기 충전하는 시대 연다…이달의 과학기술인상에 김상우 교수

2020.04.01 12:51
김상우 성균관대 신소재공학부 교수. 과학기술정보통신부 제공
김상우 성균관대 신소재공학부 교수. 과학기술정보통신부 제공

초음파로 인체에 삽입한 의료기기를 충전하는 기술을 개발한 김상우 성균관대 신소재공학부 교수가 이달의 과학기술인상에 선정됐다.

 

과학기술정보통신부는 이달의 과학기술인상 4월 수상자로 김 교수를 선정했다고 1일 밝혔다. 과기정통부는 “김 교수가 인체에 무해한 초음파와 정전기를 이용해 몸 속에 삽입되는 의료용 소자를 충전하는 기술을 개발해 환자의 삶의 질을 높이고 의료분야 발전에 기여한 공로를 높이 평가했다”고 밝혔다.

 

김 교수는 진동이나 빛, 열 등 일상에서 버려지는 에너지를 수집해 전기로 바꾸는 ‘에너지 하베스팅’ 기술을 활용한 인체 삽입형 의료기기를 개발했다. 기존 인체 삽입형 기기는 배터리가 다 닳으면 이를 교체해야 해 추가 수술이 필요했다. 체외에서 전파를 쏘아 충전하는 무선전송기술과 인체 에너지를 전기로 변환하는 압전기술이 연구됐지만 전송거리가 짧고 안전성도 부족하다는 단점이 있었다.

 

김 교수는 의료현장에서 안전하게 쓰이는 초음파를 이용했다. 초음파를 쏘아 발전소자에 마찰전기를 일으켜 의료기기를 구동하는 방식이다. 높은 출력을 내는 마찰소재인 테프론(PFA)폴리머 필름과 유연한 회로기판을 결합한 발전소자에 초음파로 진동을 전달해 전극 사이 정전기를 발생시키는 데 성공했다. 발전소자는 돼지 피하지방층 0.5cm 깊이에 삽입했을 때 1.2V 전압과 98마이크로암페어(㎂·100만분의 1A) 전류 출력을 보였다. 관련 연구결과는 지난해 8월 국제학술지 ‘사이언스’에 게재됐다. 기술은 에너지벤처기업 ‘에너지마이닝’에 지난해 이전됐다.

 

김 교수는 “초음파로 정전기를 만들어 발전과 충전을 시키는 초음파 구동 정전기 하베스팅 소자를 세계 최초로 구현했다”며 “다양한 의료기술에 응용해 인체 삽입형 의료산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다”고 말했다.

 

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매달 1명씩 선정한다. 수상자는 과기정통부 장관상과 상금 1000만 원을 받는다.

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