- 인체가 자외선에 노출되는 정도를 직접 측정하여 스마트 헬스케어 분야에 널리 활용 예정
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이번에 개발된 ‘초소형 웨어러블 자외선 센서’는 피부, 손톱 또는 작은 단추와 같은 곳에 부착하여 인체가 자외선에 노출되는 정도를 직접 측정할 수 있어 향후 스마트헬스케어 분야에 널리 활용될 것으로 기대된다.
기존의 자외선 노출도 측정 방법은 기상청을 통하여 자외선 수치를 확인함으로써 노출 정도를 가늠하는 것이 전부였다. 연구팀이 개발한 센서는 자외선 노출 시 발생하는 광전류량를 근거리 무선 통신(NFC : Near-Field Communication) 기술을 통해 스마트폰으로 읽어내는 방식이다. 광전류는 자외선을 받으면 자연 발생하며 연결된 슈퍼캐패시터에 즉시 저장이 된다. 사용자는 본인의 스마트폰을 이용하여 저장된 전류량을 수시로 확인하여 자외선 노출 정도를 알 수 있다.
센서 내 배터리를 없애고, 무선통신을 가능하게 한 핵심 기술인 NFC 기술은 우리가 흔히 사용하는 교통카드 및 스마트페이 등 에 쓰이는 무선통신 기술로 카드를 리더기에 가져다 대면 무선으로 전력이 전송되며 필요한 데이터를 수신하게 된다. 따라서 센서 내 불필요한 배터리와 전자부품들을 제거하고 초소형 센서를 개발할 수 있었다.
연구팀이 개발한 센서는 지름이 8mm, 두께는 약 1mm, 무게는 약 50mg 정도로 매우 작고, 얇고, 가벼워서 피부뿐만 아니라 손톱이나 단추와 같은 작은 곳에 쉽게 부착이 가능하다. 본 연구팀은 선글라스, 귀걸이, 반지, 팔찌, 손톱 위 등 센서의 다양한 활용 예들을 선보였다. 뿐만 아니라 연구팀은 다양한 임상 실험을 통하여 센서의 성능을 입증하였다. 특히 자외선이 심한 美 플로리다 주 및 브라질에서 수 십 명의 지원자들을 상대로 두 차례 성능 테스트를 하였으며, 노스웨스턴 의과대학 및 칼 종합병원과의 협업을 통하여 신생아의 피부에 부착하여 황달 광선 치료 시 신생아의 피부에 닿는 광선의 양을 실시간 모니터링 하였다.
본 연구는 美 노스웨스턴대, 일리노이주립대 등과 함께 국제공동연구로 진행되었으며, 세계적 뷰티 회사인 L’oreal과 함께 관련 기술을 이용한 상용제품을 지난달 앞서 출시했다. 연구팀이 개발한 센서는 근거리 무선 통신(NFC: Near-Field Communication) 기술을 이용하여 배터리가 필요 없고 손톱에 부착 가능할 정도로 크기가 작다. 이번 연구 성과는 과학 및 의학 분야 저명 학술지인 ‘사이언스 중개의학(Science Translational Medicine, JCR 1.1%)’에 2018년 12월 5일(수)에 온라인 게재되었다.
광운대 김정현 교수는 “작년 초 자외선 노출도에 따라 색이 변하는 스티커 센서를 개발하여 발표한 후, 보다 정확하고 정량적인 측정을 위해 많은 노력을 기울인 결과 본 센서를 개발했다”라고 말했다.
공동 연구를 수행한 노스웨스턴 대 허승연 연구원은 “피부 미용 및 건강에 민감한 오늘 날 꼭 필요한 기술로써, 스마트 헬스케어 분야와 더불어 뷰티 분야까지 널리 응용될 것으로 기대한다”라고 말했다.
본 연구는 한국연구재단 생애첫연구사업과 바이오?의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다.
광운대 김정현 교수(전자융합공학과)가 이번에 개발한 초소형 웨어러블 자외선 센서를 선보이고 있다.
온라인 중앙일보
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