국내 연구진이 전기적, 기계적, 화학적 특성이 탁월한 코어-쉘 구조의 하이브리드 나노다공성 탄소(f-HNPC) 이 포함된 레이저 탄화 기반 그래핀 융합전극을 개발하고 이를 활용해 피부와 땀으로부터 심전도(ECG), 포도당, 요산, 칼륨을 실시간 모니터링 할 수 있는 멀티센서 패치 개발에 성공했다.

3일 광운대에 따르면 이 대학 전자공학과 박재영 교수 연구팀이 개발한 고성능의 멀티센서 패치는 만성질환 및 대사증후군 원격 관리 및 디지털 치료에 크게 활용이 기대된다.

최근 서구화된 식생활과 고령화로 인한 대사증후군 및 만성질환 관리에 대한 관심과 중요성이 지속적으로 증가함에 따라 생체신호 실시간 모니터링 기술을 이용한 웨어러블 스마트 의료 및 헬스케어 시스템의 필요성이 크게 증대되고 있다.

따라서 사용자의 화학적 생체신호(혈당, 젖산pH 등) 와 생리학적 신호(심전도, 근전도, 뇌파 등)를 비침습적으로 실시간 모니터링할 수 있는 센서 기술 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 특히 눈물, 땀, 세포간질액 등 체액에서 혈당 측정 및 실시간 모니터링 하는 센서기술이 가장 많은 연구가 이뤄지고 있다.

하지만, 지금까지 보고된 패치센서 관련 연구들은 화학적 생체신호 또는 생리학적 신호만을 측정하는 기술로 복합 및 다중 생체신호를 필요로 하는 차세대 스마트 건강관리 및 질병 진단 시스템에 적용하기에는 한계가 있다.

연구팀이 이번 연구에서 개발한 멀티센서 패치는 웨어러블 의료와 헬스케어 플랫폼의 핵심 기술로써 헬스케어DB 구축과 빅데이터 분석을 통해 만성질환·대사증후군 스마트 관리 및 디지털 치료에 크게 활용될 것으로 기대된다.

한편, 이번 연구는 산업통상자원부의 한국산업기술진흥원(2024년도산업혁신인재성장지원사업)과 산업기술평가원의 산업기술혁신사업(저전력 센서와 구동을 위한 자립형전원 센서 플랫폼 개발), 그리고2023년 광운대 교내연구자 지원사업으로 수행됐다.

연구 결과는 세계 최고의 기능성 소재 및 소자 전문 저널인 와일리 (WILEY) 출판의 어드밴스드 펑셔널 머트리얼즈(Advanced Functional Materials) 논문에 게재됐다.