사진설명: CPC 스트레인 센서 제조공정, 작동 메커니즘 및 스트레인 감지 기능 개략도
서울대병원 및 서울대 공동연구팀이 사람의 피부에 부착해 건강상태와 움직임을 모니터링 할 수 있는 ‘스트레인 센서’를 개발했다고 5월 2일 밝혔다.
이 센서는 전도성 고분자 복합재(Conductive Polymer Cmposites, CPC)를 사용해 제작됐다. 전도성 필러와 유연한 고분자를 혼합해 제조한 센서는 높은 감도와 신축성을 갖추고 있어 다양한 부위에 부착해 심박수, 호흡, 근육 움직임 등을 정밀하게 모니터링할 수 있다.
서울대병원 신경외과 백선하 교수 및 서울대 응용바이오공학과 박원철·장왕 교수 공동연구팀은 ‘CPC 스트레인 센서의 제조 방법, 작동 매커니즘 및 스트레인 감지 기능’ 연구를 통해 고감도와 우수한 신축성을 갖춘 센서를 설계·개발하고 이에 대한 가이드라인을 제시했다.
스트레인 센서는 물체의 변형이나 변위를 측정하는 장치다. 주로 기계적인 스트레스나 압력이 가해진 때 그 변화량을 전기적 신호로 변환해 측정한다. 예를 들어, 센서가 장착된 부분에 힘이 가해져 늘어나면 센서의 저항값이 변하고 이를 통해 신호가 생성돼 변형의 정도를 측정할 수 있다.
연구팀은 센서의 구조적 설계에서부터 제조 방법에 이르기까지 다양한 기술을 적용했다. 스트레인 감지 메커니즘에서는 구조 공학, 단절, 균열 전파 및 터널링 효과를 활용해 높은 감도의 변형률 감지를 가능하게 했다. 아주 미세한 변화까지 감지할 수 있으며, 신체의 복잡한 움직임에도 민감하게 반응한다. 착용감과 생체 적합성도 뛰어나다.
연구팀은 앞으로 스트레인 센서가 맞춤형 건강관리 및 진단·모니터링 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
백선하 교수는 “이 센서가 건강 모니터링뿐 아니라 파킨슨병, 뇌졸중, 치매 등 다양한 뇌질환 진단과 모니터링에도 유용하게 활용되길 바란다”고 말했다.
정혜진 기자 news3@koreanursing.or.kr