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눈에 착용했더니 :*당신의 스트레스는 20입니다:*

박장웅 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 연구팀은 스트레스를 실시간으로 측정하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. IBS 제공
박장웅 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 연구팀은 스트레스를 실시간으로 측정하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. - IBS 제공 -

눈에 끼우기만 하면 스트레스 정도를 실시간으로 읽어내는 콘택트렌즈가 개발됐다.




박장웅 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 연구위원(연세대 신소재공학과 교수) 연구팀은 연세대와 명지대 공동 연구팀과 눈물 속 스트레스 호르몬을 감지해 측정하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 9일 밝혔다.




스트레스는 관리하지 못하면 각종 만성질환으로 이어질 수 있는 문제다. 스트레스를 측정하는 방법은 관련된 호르몬을 재는 방식이 주로 쓰이는데 병원과 연구실 등 전문 시설을 이용해야 하는 단점이 있었다. 기존 센서도 전기화학 분석법이나 흡광 분석법을 활용해 일상에서 실시간으로 측정하기 어려운 문제가 있었다.




연구팀은 눈물 속 스트레스 호르몬 ‘코티졸’ 수치를 실시간 측정하는 콘택트렌즈 형태 모바일 헬스케어 기기를 개발했다. 탄소 원자가 2차원 평면으로 배열된 소재인 그래핀을 이용해 투명하면서도 잘 휘어지고 무선통신이 가능한 센서를 만들었다. 그래핀 표면에 코티졸이 결합하면 트랜지스터 구조로 이뤄진 센서가 눈물 속 농도에 따른 그래핀의 미세한 저항 변화를 읽어내 스트레스를 실시간으로 검출해낸다.




연구팀은 은 나노와이어를 그물망 구조로 만들어 잘 늘어나는 투명 전극과 안테나를 제작했다. 여기에 3차원(3D) 인쇄 공정으로 제작한 회로로 전극과 안테나, 근거리 무선통신(NFC)칩을 연결하고 소프트렌즈 속에 넣었다. NFC칩이 센서에서 읽어낸 농도를 스마트폰으로 전송하는 방식이다. 눈 가까이에 스마트폰을 가져가면 스트레스 수치를 실시간으로 읽어낸다.



 

스트레스 호르몬 센서가 내장된 스마트 콘택트렌즈 설계도다. IBS 제공
스트레스 호르몬 센서가 내장된 스마트 콘택트렌즈 설계도다. - IBS 제공 -

연구팀은 스마트 콘택트랜즈를 착용하는 실험을 거쳐 성능과 안전성 모두를 확인했다. 사람의 눈에 착용해도 렌즈는 정상으로 작동했다. 렌즈에서 발생하는 열과 전자기파는 인체에 무해한 수준이었다. 제작한 렌즈는 보관액에 담아놓기만 하면 형태와 기능이 그대로 유지됐다.




박 연구위원은 “스트레스 수치를 실시간으로 측정해 일상속 스트레스 관리를 돕는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다”며 “4차산업혁명 시대에 주목받는 모바일 헬스케어뿐 아니라 의료분야까지 다양하게 쓰일 것으로 기대한다”고 말했다.




구민재 연세대 신소재공학과 석사과정생이 1저자로 참여한 연구결과는 이달 10일 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 실렸다.













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