전공소식

전북대학교 이한얼 교수팀(신소재공학부 전자재료공학전공·JBNU-KIST 산학연융합학과)이 장기간 사용이 가능하면서도 고성능·저잡음을 구현한 심전도(ECG) 패치를 개발해 주목받고 있다.

이한얼 교수팀은 한국표준과학연구원(KRISS), ㈜바이오프로테크와의 공동 연구를 통해 자가치유 특성과 전자기파 차폐 기능을 동시에 갖춘 고신뢰성 ECG 패치를 구현했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 국제학술지 Energy & Environmental Materials (IF 13.0, 분야 상위 7.9%)에 최근 게재됐다.

최근 의료기기와 디지털 헬스케어에 대한 관심이 커지면서 인체의 생체신호를 정밀하게 측정할 수 있는 착용형 센서 기술이 각광받고 있다. 특히 ECG 센서는 심장질환 조기 진단과 실시간 모니터링의 핵심 기술로, 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 센서는 부착력 저하, 접착 잔여물, 수분에 의한 불안정성, 그리고 전자기 간섭(EMI)에 의한 신호 왜곡 등 다양한 한계를 갖고 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 하이드로겔 기반의 전도성 전극층과 차폐층이 통합된 ECG 패치를 개발했다. 이 패치는 피부에 뛰어난 밀착성과 자가치유 기능을 갖췄고, 고습 환경에서도 잘 떨어지지 않아 장시간 안정적인 사용이 가능하다.

특히, EMI 차폐층은 저차원 물질인 MXene이 함유된 하이드로겔로 구성돼  기존 대비 약 2배 향상된 차폐 효율을 보였다. 개발 센서는 실시간으로 안정적인 심전도 신호를 측정할 수 있었으며, 신호 대 잡음비(SNR) 역시 기존 대비 9배 이상 향상돼 실시간 정밀 측정 능력을 크게 높였다.

이한얼 교수는 “EMI 간섭, 수분 민감도, 전도성 저하 등 생체신호 센서의 기존 문제들을 동시에 해결한 것이 이번 연구의 가장 큰 성과”라며 “향후 무선 전송 시스템과 통합해 스마트 헬스케어 플랫폼으로 확장시켜 나가겠다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 중견연구자지원사업, 나노·소재기술개발사업(소재글로벌영커넥트사업) 및 KRISS의 연구지원을 받아 수행됐다.