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이종호 GIST 교수 "인체삽입 의료기기 전력문제 해결 기대"
(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 최근 몸의 여러 기관을 보조하기 위한 생체 삽입용 전자기기들이 개발되는 가운데, 이들 몸속 의료기기에 전력을 공급할 수 있는 인체 삽입용 태양전지가 개발됐다.
심장 박동수를 일정하게 유지하기 위한 '심박조율기'(pacemaker)가 이미 상용화한 대표적인 인체삽입 의료기기다. 이 태양전지는 피부 안에 넣을 수 있는 얇은 막 구조의 유연한 형태다.
미래창조과학부는 이종호 광주과학기술원(GIST) 교수팀이 이렇게 몸에 들어가는 의료기기에 전력을 지속해서 공급할 수 있는 인체삽입용 태양전지를 개발했다고 16일 밝혔다.
그동안 인체삽입 의료기기는 배터리의 용량이 제한돼 배터리를 교체하기 위한 재수술이 필요했다. 심박조율기의 경우 배터리가 5~8년 정도만 유지된다.
인체삽입 태양전지는 햇빛을 받는 것만으로 배터리를 충전할 수 있어 이런 문제를 해결해줄 것으로 기대된다.
연구팀은 특히 피부를 손전등으로 비추면 빛의 일부가 피부를 통과하는 것을 보고, 피부 아래 태양전지를 심어도 태양전지가 전력을 생산할 수 있다고 가정했다.
연구팀은 태양전지를 피부에 이식할 수 있도록 유연하게 만들었다. 단단한 기판에서 제작한 태양전지를 머리카락 두께의 15분의 1에 불과한 6~7㎛(마이크로미터) 두께로 얇게 떼어 낸 뒤 필름에 붙이는 방법을 썼다.
이렇게 개발한 태양전지를 살아 있는 쥐의 피부 안에 넣고 기능을 알아본 결과, 면적이 0.07cm²에 불과한 작은 태양전지에서 647㎼(마이크로와트)의 전력을 생산했다. 이는 2시간만 햇빛을 받아 충전하면 현재 상용화된 심박조율기를 24시간 동안 구동시킬 수 있는 정도다.
[태양전지에서 공급한 전력으로 LED에 불이 들어왔다]
연구팀은 또 태양 빛 중에서 자외선 영역은 태양전지 발전에 미치는 영이 매우 적으므로 자외선 차단제를 바르더라도 전력을 생산할 수 있는 양은 유지할 수 있다고 설명했다.
이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구), 우주핵심기술개발사업 지원으로 수행했으며 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머터리얼스'(Advanced Healthcare Materials)에 지난 4일 실렸다.
이 교수는 "인체삽입 의료 전자기기의 난제인 력 부족 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 방법을 제시한 것"이라며 "지속해서 많은 전력이 필요한 혈당 분석기, 질병 진단 센서, 혈액 분석 센서 등과 같은 헬스케어 인체삽입기기 개발에 기여할 것으로 기대한다"라고 연구의 의의를 설명했다.
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