체온에 따라 부드럽게 변할 수 있는 전자잉크가 개발됐다.
KAIST 정재웅·스티브박 교수 공동 연구팀이 체온에 의해 부드러워져 인체 친화적 바이오 전자소자 구현을 가능케 하는 액체금속 기반 전자잉크를 최초로 개발했다.
웨어러블 및 임플란터블 생체 소자와 소프트 로보틱스 분야에서는 부드러운 사람 피부나 조직에 적용돼 건강 상태를 모니터링하고 질환을 치료하는 기술이 활발히 연구되고 있다.
딱딱한 형태의 의료기기는 피부 부착 시 불편함을 야기하거나 조직 삽입 시 염증 반응을 유발할 수 있다.
반면 피부처럼 부드러운 유연한 의료기기는 피부나 조직에 이질감 없이 사용될 수 있지만, 부드러운 특성으로 인해 정교한 핸들링을 어렵게 한다.
연구팀은 이러한 전자기기의 한계를 극복하기 위해 상온에서는 단단해 손쉬운 핸들링으로 인체 적용을 용이하게 하고, 피부 부착 또는 조직 내 이식 후에는 체온에 의해 부드럽게 변해 조직의 일부처럼 함께 움직일 수 있는 액체금속 갈륨 기반 전자잉크를 개발했다.
전자잉크의 핵심 소재인 갈륨은 금속임에도 미온(29.76℃)에서 녹는 점을 가져 쉽게 고체와 액체 간의 상태 변화가 가능하고 뛰어난 전기전도성과 무독성을 가진다.
연구팀은 또 기존 갈륨의 높은 표면장력과 낮은 점도 문제를 해결함으로써 고해상도 프린팅이 가능한 전자잉크를 구현했다.
개발된 잉크는 상용회로도선 정도의 딱딱한 상태와 피부조직처럼 부드러운 상태 간의 뛰어난 가변 강성률, 빠른 강성 변화, 높은 열전도율, 우수한 전기전도성을 갖는다.
이 전자잉크는 3D 프린팅을 활용해 사용자 맞춤형 전자소자 제작도 가능하게 한다.
정재웅 교수는 “전자잉크는 기계적 특성 변환을 필요로 하는 다목적 전자기기, 센서, 로봇 기술, 의료기기 분야에서 고정된 형태를 갖는 전자기기의 한계를 극복해 새로운 가능성을 열 수 있을 것” 이라고 말했다.
/대전 한권수기자 kshan@cctimes.kr
