투명한 스마트 온열 패치와 패치를 손등에 부착한 모습(사진=기초과학연구원 제공)
피부에 부착해 여드름과 염증을 치료하는 '무선 충전 투명 온열 패치'를 국내 연구진이 개발했다. 신소재와 첨단 프린팅 기법으로 만들어 얇고 투명한 데다 무선충전과 휴대가 가능한 것이 특징이다.
8일 기초과학연구원(IBS)에 따르면, 나노의학 연구단 박장웅 교수(연세대 신소재공학과)와 UNIST 이상영 교수, 밀라노 대학 공동 연구팀은 전극, 배터리, 무선통신 장치 등 모든 요소를 투명하고 유연하게 구현한 온열 패치를 개발하고 그 효과를 실험으로 입증했다.
미용과 편의성을 동시에 갖춘 셈이다. 연구진은 핵심부품인 전극을 투명하면서 유연하게 만들기 위해 '메탈릭 글래스'와 '나노 와이어'를 이용했다.
메탈릭 글래스는 일반 금속보다 신축성이 좋고 전기적 특성도 우수하다. 연구진은 메탈릭 글래스를 미세한 그물 구조로 만든 뒤 그물 사이 빈 곳을 나노와이어(나노미터 두께의 얇은 실)로 채워 전도성이 높고 유연한 투명 전극을 구현했다.
또 '전기수력학 프린팅 기법'을 이용해 투명 배터리를 제작했다. 전기수력학 프린팅 기법은 정전기적 힘으로 전극 물질과 전해질을 마이크로미터 단위로 정밀하게 출력해낸다.
전극과 배터리는 통신 회로와 연결해 무선으로 패치를 충전할 수 있게 했다. 충전한 패치를 가볍게 누르면 온열이 발생해 언제 어디서든 사용이 가능하다.
온열 패치로 열을 가한 뒤 피부 상태 변화(사진=기초과학연구원 제공)
연구진이 개발한 패치로 피부에 1분 정도 온열을 가한 후 피부의 생리학적 변화를 관찰한 결과 혈류량이 13분 동안 증가하고 수분흡수도 역시 약 1.9배 증가한 것을 확인했다. 의료 목적으로 활용할 가능성을 보여준 것이다.
박장웅 교수는 "미용 산업과 의료 분야 등에 다양하게 활용될 뿐 아니라 피부에 부착하는 차세대 웨어러블 기기 플랫폼이 될 것으로 기대한다"고 말했다.