이번 연구는 성균관대 화학공학부 방창현 교수와 미국 스탠퍼드대학 제난 바오(Zhenan Bao) 교수가 주도했으며, 미래부가 추진하는 기초연구사업 등의 지원으로 수행됐다.

이 소자는 곤충의 더듬이나 소장의 융털 같은 미세 섬모구조를 모사했으며 고성능 음파측정 장비로만 잡아낼 수 있었던 미세맥파 측정이 가능하다.

기존 고가의 삽입형 진단장비와 달리 손목이나 목 부위에 반창고처럼 붙이는 방식으로 불편함을 줄이고 비용을 낮춰 향후 심혈관환자 모니터링에 활용될 것으로 보인다.

개발된 센서는 피부에 부착된 상태에서 노동맥과 경정맥을 모니터링한다. 즉각적인 피드백을 제공할 수 있도록 고안됐고 기존 혈압 측정기로 측정할 수 없는 미세한 목 부분의 경정맥파를 측정할 수 있어 활용 가능성이 더욱 주목받고 있다.

연구팀은 미세한 생체신호를 증폭하기 위해 미세한 힘을 감지하는 곤충의 더듬이나 음식물을 흡수하는 소장의 융에서 볼 수 있는 미세 섬모구조를 센서용 소자에 도입했다. 이러한 미세 섬모구조는 복잡한 굴곡이 있는 피부와의 접촉면적을 넓히는데도 도움이 됐다.

따라서 인체의 맥박, 호흡 및 활동정보 등을 측정해 병리학적 진단 및 생체신호 기반으로 하는 웨어러블 소자 기술에 적용할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 앞으로는 목이나 손목에 반창고 형태의 센서를 부착해 심혈관 상태를 알아낼 수 있을 전망이다.

방창현 교수(성균관대)는 "기존 스마트 웨어러블 소자를 경제적인 비용으로 비교적 간단한 형태로 제작해 위급한 심혈관 질환에 대응할 수 있다"며 "향후 맥파·호흡 및 활동 등의 생체의 물리적인 신호를 이용하는 신개념 IT 기술·감성 공학·로봇 기술 등의 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)지 10월30일자 온라인 판에 게재됐다.