광운대학교는 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 땀을 분석해 혈당과 나트륨, 체온 등을 실시간으로 측정하는 '피부 부착형 웨어러블 패치'를 개발했다고 3일 밝혔다.
이번에 개발된 패치는 채혈 없이 땀 속에 포함된 포도당과 나트륨 농도, 수소이온농도(pH), 온도를 동시에 측정할 수 있다. 기존 효소 기반 센서들이 온도나 pH 변화에 따라 측정값이 불안정해지는 한계를 극복, 상용화 가능성을 높였다.
연구팀은 센서의 핵심인 '신호 변환층' 성능을 극대화하기 위해 전이금속 기반의 이중금속 유기 골격체(MOF) 기술을 적용했다. 니켈 기반 MOF에 코발트를 도핑하고 고온 탄화 공정을 거친 신소재(Co@Ni@Carbon)를 개발, 기존 탄소 소재보다 전기전도도와 효소 고정 효율을 획기적으로 높였다.
특히 땀의 산성도(pH)와 온도 변화에 따른 오차를 자동으로 보정하는 알고리즘을 탑재해 신뢰도를 확보했다. 실제 피험자 피부에 부착해 진행한 운동 테스트 결과, 상용 혈당계와 유사한 수준의 정확도를 입증했다.
박 교수는 "채혈에 대한 거부감 없이 운동선수나 당뇨 환자, 일반인이 손쉽게 건강 상태를 모니터링할 수 있는 기술"이라며 "차세대 웨어러블 헬스케어 기기의 상용화를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 말했다.
이번 연구는 한국산업기술진흥원의 산업기술혁신사업과 경찰청·관세청의 지원을 받은 한국경찰기술연구원(KIPoT)의 프로그램으로 수행됐다. 연구 결과는 화학공학분야 최고 수준의 세계적 학술지인 엘시비어(Elsevier) 출판의 케미컬 엔지니어링 저널'(Chemical Engineering Journal, 인용지수: 13.3)에 게재됐다.