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KAIST의 전자잉크 제작과정과 실물 모습, 유연한 상태로의 활용 개념도

 

차세대 웨어러블 및 임플란터블 기기, 의료기기, 로보틱스 등 분야에 활용될 전자잉크 기술이 개발됐습니다. 체온에 따라 부드럽게 변해 인체친화적이라는 점이 큰 특징입니다.

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한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 정재웅 전기 및 전자공학부 교수팀이 스티브박 신소재공학과 교수팀과 인체 친화적 바이오 전자소자 구현을 가능케 하는 액체금속 기반 전자잉크를 최초로 개발했다고 6일 밝혔습니다.

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기존 의료기기는 딱딱한 형태일 경우 피부와의 강성도 차이로 부착 시 불편함을 야기하고 조직 삽입 시 염증 반응을 유발할 수 있습니다.

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반면 유연 의료기기는 이질감 없이 사용 가능하지만 정교하게 다뤄 인체에 적용하기는 어렵습니다.

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이에 연구팀은 상온에서는 단단하고 피부 부착, 조직 이식 후에는 부드럽게 변하는 전자 회로 제작의 길을 찾았습니다.

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핵심 소재인 갈륨은 금속이지만 녹는 점이 미온(29.76도)이어서 쉽게 고체·액체 간 상태 변화가 가능합니다. 전기전도성이 뛰어나고 무독성입니다. 연구팀은 또 기존 갈륨의 높은 표면장력과 낮은 점도 문제를 해결, 고해상도 프린팅 가능 전자잉크를 구현했습니다.

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개발 잉크는 뛰어난 가변 강성률, 빠른 강성 변화, 높은 열전도율, 우수한 전기전도성을 가집니다. 3D 프린팅 사용자 맞춤형 전자소자 제작도 가능합니다.

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연구팀은 이 기술로 초박막 광 혈류측정 전자 피부센서와 무선 광전자 임플란트 장치를 제작했습니다. 상온(25도)에서는 딱딱해 다루기 쉬운 반면, 체온(~36.7도)에 선 부드럽게 변해 조직 변형에 순응하며 안정적으로 동작했습니다.사용 후 제거 시 다시 딱딱헤져 재사용도 용이합니다.

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정재웅 교수는 “기계적 특성 변환이 필요한 다목적 전자기기, 센서, 로봇 기술뿐만 아니라 의료 기기 분야에서 기존 고정 형태 전자기기 한계를 극복해 새로운 가능성을 열 것”이라고 말했습니다.

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권도아 KAIST 신소재공학부 학사과정, 이시목 전기 및 전자공학부 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스 2월 28일자에 게재됐습니다.

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출처: 전자신문

 

 

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