국내 대학이 젤과 접착제가 필요 없는 고성능 심전도 패치를 개발, 내년 상용화를 추진 중이어서 관심이다.
UNIST는 정훈의 기계공학과 교수 연구팀이 액체금속과 고무 실리콘 미세 구조를 활용해 달팽이 집 형태의 돌기를 가진 고성능 심전도 패치를 개발했다고 9일 밝혔다.
상용화는 정 교수와 김재준 전기전자공학과 교수가 공동 창업한 앤빅스랩이 추진 중이다. 기술 사업성을 인정받아 중소벤처기업부가 지원하는 팁스(TIPS) 과제에도 선정됐다. 초기 투자 유치에도 성공했다.
상용화 시기에 대해 정훈의 교수는 "올해 하반기 데모를 거쳐 내년 제품 공급이 목표"라고 말했다.
앤빅스랩은 독보적인 패치 기술에 온칩 인공지능(AI)를 결합한 솔루션으로 차세대 웨어러블 헬스케어 시장을 선점하겠다는 계획이다
아 패치는 20㎛ 폭의 액체금속 관이 달팽이 집처럼 돌돌 말린 형태다. 피부에 직접 닿는 관 아래 부분이 뚫린 구조라 심장 박동 신호가 액체금속 전극에 바로 전달될 수 있다. 젤 없이도 심박 신호를 잘 포착하는 이유다.
피부와 닿은 면이 뚫려 있어 압력을 받으면 액체금속이 밑으로 새어 나올 수 있는데, 연구팀은 관 하단에 안쪽으로 말려 들어간 수평 돌기 구조를 만들어 이를 해결했다. 또 관이 워낙 얇아 금속이라도 차가운 느낌이 들지 않는 것이 특징이다.
패치 전체에 있는 지름 28㎛, 높이 20㎛ 크기의 미세한 돌기가 접착제 역할을 한다. 피부에 부착되는 돌기 부분은 갓 가장자리처럼 튀어나와 있어, 접착력이 일반적인 미세 돌기보다 더 뛰어나다. 갓 돌기 구조가 피부 미세 굴곡에 맞춰 빈틈없이 부착되면서 접촉 면적이 늘어나 물리적 접착력이 강해지는 원리다.
정훈의 교수는 "반데르발스 힘을 이용했다. 이는 아주 가까운 거리에 있는 분자들 사이에 작용하는 미세한 인력"이라며 "반데르발스 힘을 증폭시키고 유효 접촉 면적을 증가시켜 강한 접착력 및 반복 부착성을 구현했다"고 말했다.
이 패치는 전극 저항이 상용 패치보다 5배 이상 낮아 작은 신호나 격한 움직임에도 정확하 심박 신호 검출이 가능하다. 또 7일간 장기간 전기적 안정성 및 20회 이상 반복 사용성도 연구팀이 확인했다.
100g 중량을 매달아도 거뜬히 견딜 수 있을 정도의 기존 대비 2배 이상 접착력이라 패치가 제대로 부착되지 않아 발생하는 잡음도 낮출 수 있다.
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정훈의 교수는 "병원에서 쓰는 일회용 패치와 달리 500회 이상 재사용할 수 있고, 내구성도 뛰어나다"며 "500회 이상 사용 가능함을 이미 테스트를 통해 확인했다"고 덧붙였다.
연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 표지 논문으로 지난 5일 게재됐다. 사업은 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 한국연구재단 지원을 받았다.
