전북대학교 이한얼 교수(공대 신소재공학부 전자재료공학전공) 연구팀이 3차원(3D) 다공성 그래핀을 활용한 실시간 생체신호 모니터링 시스템을 개발했다. 이번 연구는 국립금오공과대학교, 미국 코넬대학교 등과의 국제 공동연구를 통해 진행됐으며, 세계적 학술지 Energy & Environmental Materials에 게재됐다.

스마트워치, 피트니스 밴드와 같은 웨어러블 헬스케어 기기가 건강관리 필수품으로 자리 잡고 있지만, 기존 센서는 피부 밀착력이 낮아 신호 감지 성능이 떨어지는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 전기 전도성이 뛰어나고 내구성이 강한 ‘그래핀’이 주목받고 있지만, 기존 제조 방식은 비용이 높고 생산 과정이 복잡해 상용화가 어렵다는 문제가 있었다.

이한얼 교수 연구팀은 초고속 플래시광 조사 기술을 이용한 새로운 그래핀 합성법을 개발했다. 이 기술을 활용하면 고순도·고전도성의 3D 다공성 그래핀을 단시간 내에 생산할 수 있으며, 넓은 표면적과 뛰어난 생체 신호 감지 능력을 갖춘 웨어러블 센서 제작이 가능해진다.

연구팀이 개발한 웨어러블 생체신호 모니터링 센서는 피부에 부착해 신체 움직임, 체온, 땀 속 이온 변화를 정밀하게 감지할 수 있다. 의료기기, 헬스케어 디바이스뿐만 아니라 당뇨병 환자의 혈당 모니터링, 체온 변화 감지 의료 패치, 운동선수의 근육 움직임 분석 센서 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

이한얼 교수는 “플래시광을 이용한 그래핀 합성 기술을 발전시켜 웨어러블 전자소자의 활용 범위를 더욱 확대할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.