생체친화소재 '전자피부', 초정밀 생체신호 추적 가능

Queen Mary University와 University of Sussex 연구원들은 변형 감도 측면에서 유사한 장치를 능가하는 스마트 웨어러블을 만들기 위해 분자 요리법에서 영감을 받은 재료를 사용했습니다. 그들은 그래핀을 해초에 통합하여 고도로 조정 가능하고 지속 가능한 표피 전자 장치를 위한 나노복합 마이크로캡슐을 만들었습니다. 네트워크에 조립되면 이 작은 캡슐은 근육, 호흡, 맥박 및 혈압 측정치를 초고정밀도로 실시간으로 기록할 수 있습니다.

현재 나노복합체 기반 센서에 대한 연구의 대부분은 지속 불가능한 재료와 관련되어 있습니다. 이것은 이러한 장치가 더 이상 사용되지 않을 때 플라스틱 폐기물에 기여한다는 것을 의미합니다. 6월 28일에 발표된 새로운 연구 첨단 기능성 소재분자 요리법 개념을 생분해성 재료와 결합하여 환경 친화적일 뿐만 아니라 지속 불가능한 장치를 능가할 수 있는 잠재력을 가진 장치를 만드는 것이 가능하다는 것을 처음으로 보여줍니다.

과학자들은 레스토랑 업계에서 매우 일반적으로 사용되는 두 가지 재료인 해초와 소금을 사용하여 액체 그래핀 잉크 코어를 둘러싼 고체 해초/그래핀 젤 층으로 구성된 그래핀 캡슐을 만들었습니다. 이 기술은 미슐랭 스타 레스토랑에서 액체 잼 코어를 둘러싼 단단한 해초/라즈베리 잼 층이 있는 캡슐을 제공하는 방식과 유사합니다.

그러나 분자 요리법 캡슐과 달리 그래핀 캡슐은 압력에 매우 민감합니다. 따라서 압착하거나 압축하면 전기적 특성이 극적으로 변합니다. 즉, 매우 효율적인 스트레인 센서로 활용될 수 있으며 고정밀, 실시간 생체 역학 및 바이탈 사인 측정을 위한 스마트 웨어러블 스킨 온 장치 생성을 용이하게 할 수 있습니다.

런던 퀸메리 대학교 재료과학 강사인 Dimitrios Papageorgiou 박사는 “요리의 예술성과 최첨단 나노기술의 획기적인 융합을 도입함으로써 우리는 우리의 발견은 과학자들이 고정밀 건강 진단을 위한 나노복합체 웨어러블 기술을 재발명할 수 있는 강력한 프레임워크를 제공하는 한편, 재활용 및 생분해성 재료에 대한 우리의 약속은 환경을 고려한 혁신과 완전히 일치합니다.”

이 연구는 이제 나노 기반 웨어러블 기술의 개념을 새로운 차원으로 끌어올리는 유사한 재료의 변형 감지 특성을 이해하고 조작하기 위해 다른 연구실에서 청사진으로 사용될 수 있습니다.

플라스틱 폐기물이 환경에 미치는 영향은 우리의 생계에 지대한 영향을 미쳤으며 미래의 플라스틱 기반 표피 전자 장치가 보다 지속 가능한 접근 방식으로 나아가야 합니다. 이러한 캡슐이 재활용 및 생분해성 재료를 사용하여 만들어졌다는 사실은 웨어러블 감지 장치와 그 존재의 영향에 대한 우리의 생각 방식에 영향을 미칠 수 있습니다.

Papageorgiou 박사는 “우리는 서섹스 대학의 Conor Boland 박사 그룹과 런던 퀸 메리 대학의 우리 그룹 간의 공동 노력이 매우 자랑스럽습니다. 이 파트너십은 과학적 협력의 힘을 보여줍니다. 혁신의 경계를 넓히기 위해 다양한 전문 지식을 함께 제공합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230628130427.htm