[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 눈에 착용해 증강현실(AR)을 구현하는 스마트 콘택트렌즈에 전력을 무선으로 공급하는 기술을 개발했다. 이를 통해 시야를 가리지 않으면서, 착용자의 활동을 방해하지 않는 무선전원의 가능성을 제시했다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 박장웅 연세대학교 교수, 이상영 UNIST 교수, 배병수 KAIST 교수 공동 연구팀이 무선충전용 전자 회로와 급속 충·방전이 가능한 전원인 슈퍼커패시터를 소프트콘택트 렌즈안에 제작했다고 8일 밝혔다.

스마트 콘택트렌즈는 소프트 콘택트렌즈에 전자장치를 결합한 것으로, 눈물 속의 바이오마커를 모니터링하거나 증강현실 구현에 활용할 수 있다. 웨어러블 기기인 만큼 지속 사용을 위해서는 전력을 공급해야 한다. 그동안 유선충전이나 무선전원 전달 방식의 연구개발이 이뤄지면서 시간·공간적 제약이 있었다.

이에 연구팀은 실제 쓰이는 소프트 콘택트렌즈 물질을 기판으로 렌즈 크기에 맞게 무선충전에 필요한 전자소자들을 초정밀 인쇄공정으로 그려 넣었다. 장치는 착용감을 위해 유연하고, 투명한 구조로 설계했다. 정류회로, LED, 슈퍼커패시터 등을 집적시키면서도 렌즈가 구부러져 소자가 부서지는 것을 막을 수 있는 구조로 만들었다.

무선충전 회로는 콘택트렌즈 상에 제작될 정도로 초소형이지만 LED 디스플레이를 구동시켜 빛을 밝히기에 충분했다. 또 충전용 단자부가 노출되지 않도록 해서 착용 시 감전의 위험을 없앴다. 연구팀은 사람이 착용한 상태에서 무선으로 충전하고, 스마트 콘택트렌즈 내 LED 디스플레이를 작동하도록 전력을 공급하는 것을 확인했다. 렌즈 작동과정에서 열이 발생하지 않았다. 렌즈 모양이 달라지거나 눈물이 닿거나 보관액에 담았을 때도 기능을 유지했다.

연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터 사업, 중견연구자지원사업, 바이오·의료 기술개발사업, 나노소재기술개발사업 등의 지원을 받았다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈(Science Advances)’에 8일자로 게재됐다.

무선 충전되는 스마트 콘택트렌즈.

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