김정현 광운대 교수 연구팀, 배터리 필요 없는 초소형 웨어러블 자외선 센서 개발
김정현 광운대 교수 연구팀, 배터리 필요 없는 초소형 웨어러블 자외선 센서 개발
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인체가 자외선에 노출되는 정도를 직접 측정하여 스마트 헬스케어 분야에 널리 활용 가능
김정현 교수
김정현 교수

[한국대학신문 조영은 기자] 광운대(총장 유지상)는 김정현 교수(전자융합공학과) 연구팀이 인체가 자외선에 노출되는 정도를 직접 측정할 수 있는 초소형 웨어러블 센서를 개발하고 여러 임상 실험들을 통해 성능을 증명했다고 밝혔다.

이번에 개발된 ‘초소형 웨어러블 자외선 센서’는 피부, 손톱 또는 작은 단추와 같은 곳에 부착해 인체가 자외선에 노출되는 정도를 직접 측정할 수 있어 향후 스마트헬스케어 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다 .

기존의 자외선 노출도 측정 방법은 기상청을 통해 자외선 수치를 확인함으로써 노출 정도를 가늠하는 것이 전부였다. 연구팀이 개발한 센서는 자외선 노출 시 발생하는 광전류량를 근거리 무선 통신(NFC : Near-Field Communication) 기술을 통해 스마트폰으로 읽어내는 방식이다. 광전류는 자외선을 받으면 자연 발생하며 연결된 슈퍼캐패시터에 즉시 저장이 된다. 사용자는 본인의 스마트폰을 이용, 저장된 전류량을 수시로 확인해 자외선 노출 정도를 알 수 있다.

센서 내 배터리를 없애고, 무선통신을 가능하게 한 핵심 기술인 NFC 기술은 우리가 흔히 사용하는 교통카드 및 스마트페이 등에 쓰이는 무선통신 기술로 카드를 리더기에 가져다 대면 무선으로 전력이 전송되며 필요한 데이터를 수신하게 된다. 따라서 센서 내 불필요한 배터리와 전자부품들을 제거하고 초소형 센서를 개발할 수 있었다.

팔찌에 부착된 센서칩.JPG (9
팔찌에 부착된 센서칩.JPG (9

연구팀이 개발한 센서는 지름이 8mm, 두께는 약 1mm, 무게는 약 50mg 정도로 매우 작고, 얇고, 가벼워서 피부뿐만 아니라 손톱이나 단추와 같은 작은 곳에 쉽게 부착이 가능하다. 본 연구팀은 선글라스, 귀걸이, 반지, 팔찌, 손톱 위 등 센서의 다양한 활용 예들을 선보였다. 뿐만 아니라 연구팀은 다양한 임상 실험을 통하여 센서의 성능을 입증했다. 특히 자외선이 심한 美 플로리다주 및 브라질에서 수 십 명의 지원자들을 상대로 두 차례 성능 테스트를 했으며, 노스웨스턴 의과대학 및 칼 종합병원과의 협업을 통해 신생아 피부에 부착, 황달 광선 치료 시 신생아의 피부에 닿는 광선의 양을 실시간 모니터링 했다.

이 연구는 美 노스웨스턴대, 일리노이주립대 등과 함께 국제공동연구로 진행됐으며, 세계적 뷰티 회사인 L’oreal과 함께 관련 기술을 이용한 상용제품을 지난달 앞서 출시했다. 연구팀이 개발한 센서는 근거리 무선 통신(NFC: Near-Field Communication) 기술을 이용하여 배터리가 필요 없고 손톱에 부착 가능할 정도로 크기가 작다. 이번 연구 성과는 과학 및 의학 분야 저명 학술지인 ‘사이언스 중개의학(Science Translational Medicine, JCR 1.1%)’에 5일(수)자 온라인 게재됐다.

김정현 교수는 “작년 초 자외선 노출도에 따라 색이 변하는 스티커 센서를 개발해 발표한 후, 보다 정확하고 정량적인 측정을 위해 많은 노력을 기울인 결과 본 센서를 개발했다”라고 말했다.

공동 연구를 수행한 노스웨스턴대 허승연 연구원은 “피부 미용 및 건강에 민감한 오늘 날 꼭 필요한 기술로써, 스마트 헬스케어 분야와 더불어 뷰티 분야까지 널리 응용될 것으로 기대한다”라고 말했다.

본 연구는 한국연구재단 생애첫연구사업과 바이오ㆍ의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 


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