KAIST는 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부에서 발생하는 땀의 투과도를 높이고 피부와의 접촉면적을 획기적으로 개선한 '다공성 헤어셀 구조 맥파 센서'를 개발했다고 밝혔다.
헤어셀 구조는 피부의 섬모와 같이 다공성 표면 위에 여러 개의 섬모가 형성돼 있는 구조고 맥파는 심장이 박동할 때 발생하는 파동을 말한다.
새로 개발된 다공성 헤어셀 구조의 맥파 센서 기술은 피부 온도, 피부 전도도 등 여러 생체신호 센서를 결합해 인간의 정신건강 상태를 상시·장기적으로 관찰하는 연구에 적용된다.
기존 폴리머 기반 맥파 센서는 땀 투과도가 피부의 하루 평균 땀 발생량(432g/㎡) 보다 낮아 장기간 부착 시 접촉성 피부염, 가려움 등의 피부 문제를 일으키고 피부에 안정적으로 접촉할 수 있는 면적이 작아 맥파 신호의 정확도가 떨어진다.
문제 해결을 위해 조영호 교수팀은 폴리디메틸실록산(PDMS) 고분자 안에 구연산을 결정화뒤 에탄올로 녹여 작고 균일한 공극을 형성시켰다.
이로 맥파 센서의 땀 투과도를 높였고 다공성 고분자 표면에 헤어셀 구조를 형성해 피부와의 접촉면적을 획기적으로 넓혀 맥파 센서의 측정 정확도를 개선시킨 다공성 헤어셀 구조의 맥파 센서를 제작하는데 성공했다.
개발된 다공성 헤어셀 구조 맥파 센서의 땀 투과도는 하루 486g/㎡를 기록, 하루 평균 땀 발생량보다 많다. 이는 기존 기술과 비교할 경우 72% 증가한 수치다.
또 피부에 장기간 부착 시에도 피부 트러블이 발생하지 않음을 7일간의 연속 부착 실험을 통해 입증했다.
조영호 교수는 "이번 연구를 통해 피부 트러블없이 인간의 건강 상태를 상시 모니터링할 수 있는 웨어러블 센서를 개발, 인공피부로서 상시 사용할 수 있는 제품을 얻을 수 있게 됐다"고 말했다.
