KAIST-성균관대, 땀으로 건강상태 진단 '전자소자' 개발

KAIST 권경하 교수와 성균관대 김종욱 박사과정 연구원이 6일 땀의 체적 유량 및 총 손실을 실시간으로 측정하는 무선 전자 패치를 개발했다.

연구진은 땀의 정량적 속도 및 체적 측정이 가능한 웨어러블 무선 전자 패치를 개발했고, 변색 반응을 이용해 땀 성분 분석이 가능한 미세 유체 시스템과 통합했다.

그 결과 땀 내 염화물, 포도당 및 크레아틴 농도, 수소이온지수 및 체적 유량을 동시에 측정하는 데 최초로 성공했다. 

땀을 통해 측정한 각종 지표는 낭포성 섬유증, 당뇨병, 신장 기능 장애, 대사성 알칼리증 진단 등에 활용할 수 있다.

또한 연구팀은 땀이 수집되는 짧고 정교한 미세 유체 채널 외벽에 저전력 열원을 배치해 채널을 통과하는 땀과 열 교환을 유도했다. 

땀의 유속이 증가함에 따라 열원의 하류와 상류의 온도 차이가 증가하는 것에 착안, 상·하류 온도 차이와 땀의 배출 속도 간의 정확한 관계를 규명해 생리학적으로 유의미하다고 인정되는 0~5마이크로리터/분 범위의 땀 속도를 정확하게 측정하는데 성공했다. 

이로 인해 웨어러블 패치로 측정한 데이터는 블루투스 통신이 가능한 스마트폰 앱을 통해 실시간 확인이 가능해졌다.

이 패치는 미세 유체 채널을 통과하는 땀과 전자 회로가 완전히 분리돼 기존 유속 측정 기기들의 유체와의 접촉으로 인한 부식 및 노후화에 취약하다는 단점을 극복했다. 

또한 얇고 유연한 회로 기판 인쇄 기법과 신축성 있는 실리콘 봉합 기술을 접목해 다양한 굴곡을 가진 피부 위에 편안하게 부착할 수 있도록 제작됐다. 

연구진은 "땀 배출로 인한 피부 온도 변화를 실시간으로 감지하는 센서도 부착돼 있어 다양한 응용 분야에서 활용이 기대된다"고 밝혔다.

[전국매일신문] 대전/ 정은모기자 
J-em@jeonmae.co.kr