27일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 개발한 소재와 제조 공정은 미세공극(구멍)을 균일하게 형성해 높은 수분 투과도를 가지도록 했다. 유연 소재 표면에 피부의 생리 신호를 감지할 수 있는 센서들을 제작할 수 있어 상시 착용이 가능한 피부부착형 패치 개발이 가능하다.
기존 다공성 폴리머는 설탕 등의 고형 입자를 폴리머에 혼합한 후 용액으로 입자를 녹여 공극을 형성한다. 고형 입자 크기와 분포가 불균일하며 얇은 박막 형성이 불가능하다는 단점이 있다.
연구팀은 고형 입자 대신 구연산 용액을 폴리머에 혼합한 후 온도조절로 용액을 결정화해 작고 균일한 입자를 분리해내고 이를 에탄올로 녹여냈다. 그 결과 공극 크기가 작고 균일하며 얇은 막 형성이 가능한 새로운 방식의 다공성 폴리머 유연 소재와 제조공정을 개발하는 데 성공했다.
스핀 코팅을 통해 21~300마이크로미터(μm) 두께의 얇은 막을 만들 수도 있다.
피부의 하루 땀 발생량(432g/m2)보다 1.8배 높은 수분 투과율(770g/m2)을 가지면서 피부에 장시간 부착해도 피부홍조나 발진이 생기지 않음을 실험으로 검증했다.
조영호 교수는 "고발습 유연 소재 박막 위에 인간의 생체신호를 측정할 수 있는 센서를 집적해 상시 착용이 가능한 반창고형 감정 측정 패치를 개발하고 있다"며 "이번 연구로 피부부착형 웨어러블 소자의 착용 시간을 늘릴 수 있는 계기를 마련했다"고 말했다.