오래 붙여도 피부 트러블 없는 패치소재 만들었다

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 장시간 피부에 부착해도 피부 발진이나 홍조를 유발하지 않는 피부부착형 유연 소재를 개발했다. 이 유연소재는 피부에 밀착시켜도 땀을 모두 증발시켜 생체신호를 상시 측정할 수 있는 센서나 웨어러블 기기를 만들때 이용할 수 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 조영호 교수팀이 피부에서 발생하는 땀의 양을 뛰어넘는 발습 효과를 가진 다공성 폴리머 유연 소재와 제조공정을 개발했다고 27일 밝혔다.

이 유연소재는 기존 소재보다 미세한 구멍의 크기를 약 15분의 1로 줄이고, 크기 균일도를 2배로 증가시켰다. 또한 스핀 코팅법을 이용해 21~300마이크로미터(μm) 두께의 얇은 막이다.

연구진은 이번에 개발한 유연소재를 7일동안 실험자의 피부에 부착해 살펴봤다.

실험결과, 장시간 피부에 부착해도 피부홍조나 발진이 생기지 않았다. 또한 피부의 하루 땀 발생량인 432g/㎡보다 1.8배 높은 수분 투과율인 770g/㎡을 보였다. 반면 기존의 소재를 붙인 피부는 땀이 제대로 빠져나가지 않아 자극성 접촉 피부염 증상을 보였다.

조영호 교수는 "이번 연구로 피부부착형 웨어러블 소자의 착용 시간을 늘릴 수 있는 계기를 마련했다"고 말했다.

연구진은 매우 작은 구멍이 균일하고 촘촘하게 가지도록 다공성 폴리머 소재를 만들었다. 또한 스핀코팅을 통한 매우 얇은 막 형성이 가능하도록 구연산 결정화 석출반응을 이용하는 공정도 개발했다.

미세한 구멍을 만들기 위해 폴리머 내로 투과성이 낮은 물 대신 투과성이 높은 에탄올을 용매로 사용했다. 또 에탄올에 용해도가 낮은 설탕 대신 구연산을 미세한 구멍을 만드는 물질로 썼다.

균일한 구멍 크기를 가질 수 있도록 구연산을 마이크로 사이즈로 고체로 만들어 적용했다.

조영호 교수는 "고발습 유연 소재 박막 위에 인간의 생체신호를 측정할 수 있는 센서를 집적해 상시 착용이 가능한 반창고형 감정 측정 패치를 개발하고 있다"고 말했다.

KAIST 바이오및뇌공학과 윤성현 박사가 주도한 이번 연구는 국제학술지 네이처(Nature)의 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 1월 13일 온라인판에 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자