국내 연구팀, 피부 안에 넣는 태양전지 개발

 

아주경제 신희강 기자 =국내 연구팀이 몸속 의료기기에 전력을 공급할 수 있는 인체 삽입용 태양전지를 개발했다.

미래창조과학부는 이종호 광주과학기술원(GIST) 교수팀이 몸에 들어가는 의료기기에 전력을 지속해서 공급할 수 있는 인체삽입용 태양전지를 개발했다고 16일 밝혔다.

그동안 인체삽입 의료기기는 배터리의 용량이 제한돼 배터리를 교체하기 위한 재수술이 필요했다. 심박조율기의 경우 배터리가 5~8년 정도만 유지된다.

하지만 인체삽입 태양전지는 햇빛을 받는 것만으로 배터리를 충전할 수 있어 주기적 재수술로 인한 심리적, 물리적, 경제적 부담을 줄일 수 있다.

연구팀은 특히 피부를 손전등으로 비추면 빛의 일부가 피부를 통과하는 것을 보고, 피부 아래 태양전지를 심어도 태양전지가 전력을 생산할 수 있다고 가정했다.

연구팀은 태양전지를 피부에 이식할 수 있도록 유연하게 만들었다. 단단한 기판에서 제작한 태양전지를 머리카락 두께의 15분의 1에 불과한 6~7㎛(마이크로미터) 두께로 얇게 떼어 낸 뒤 필름에 붙이는 방법을 썼다.

이렇게 개발한 태양전지를 살아 있는 쥐의 피부 안에 넣고 기능을 알아본 결과, 면적이 0.07cm²에 불과한 작은 태양전지에서 647㎼(마이크로와트)의 전력을 생산했다. 이는 2시간만 햇빛을 받아 충전하면 현재 상용화된 심박조율기를 24시간 동안 구동시킬 수 있는 정도다.

연구팀은 또 태양 빛 중에서 자외선 영역은 태양전지 발전에 미치는 영향이 매우 적으므로 자외선 차단제를 바르더라도 전력을 생산할 수 있는 양은 유지할 수 있다고 설명했다.

이 교수는 "인체삽입 의료 전자기기의 난제인 전력 부족 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 방법을 제시한 것"이라며 "지속해서 많은 전력이 필요한 혈당 분석기, 질병 진단 센서, 혈액 분석 센서 등과 같은 헬스케어 인체삽입기기 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구), 우주핵심기술개발사업 지원으로 수행했으며 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 헬스케어 머터리얼스'(Advanced Healthcare Materials)에 지난 4일 실렸다.