포스텍, 움직임에 따라 온도·색 변하는 스마트 온열 패치 개발

포스텍·울산대학교 공동 연구팀 성과

온도와 색이 변하는 스마트 온열 패치 모식도. 포스텍 제공

사용자의 움직임에 따라 표면 온도와 색상이 변하는 온열치료용 스마트 헬스케어 패치가 개발됐다.  

포스텍은 화학공학과 조길원 교수, 이기원 박사 연구팀이 울산대학교 화학과 이승구 교수와의 공동 연구를 통해 사용자의 움직임에 따라 표면 온도와 색상이 변하는 온열치료용 스마트 헬스케어 패치 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.

포스텍에 따르면 표면에 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 기판 위에 은나노와이어를 프린팅하고, 그 위에 열에 의해 색이 변하는 염료가 분산된 탄성 복합 소재를 코팅해 신축성 있는 스마트 패치를 구현했다. 

이 스마트 패치는 움직임에 따라 기판 주름 구조가 변형돼 전기 저항이 증가하고 열이 발생한다. 

온도가 변함에 따라 다양한 색상을 띤다는 특징도 있다. 얇기 때문에 관절에 부착하면 관절의 움직임에 따라 쉽게 변형도 가능하다.

연구팀은 스마트 패치를 손가락과 손목 관절에 부착해 움직임과 열 변화를 관찰한 결과 관절을 굽혔을 때 열을 발생시켜 손상된 조직의 수축과 이완을 돕는 것을 확인했다. 

피부에 가해지는 온도가 색으로 나타나기 때문에 온도를 눈으로 확인할 수도 있다.

이렇게 사용자가 눈으로 직접 온도변화를 확인할 수 있어 피부의 저온 화상 등 부작용을 예방할 수 있다.

이 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단’ 지원으로 수행됐다. 

포스텍 화학공학과 조길원 교수. 포스텍 제공

조길원 교수는 “이번에 개발된 열 변색형 스마트 패치는 사용자의 움직임에 따라 표면 온도와 색상이 변하는 것이 특징”이라며 “전자 피부와 휴먼∙머신 인터페이스, 헬스케어 등 차세대 인공전자 피부 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구성과는 재료과학 분야 저명 국제저널인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 최신호 표지논문으로 게재됐다.

포항=이영균 기자 [e-mail]