금오공대 박정환 교수팀, 플래시 광으로 3D 그래핀 센서 개발 성공

저비용·고효율로 생체신호 감지 기술 한 단계 도약
헬스케어부터 웨어러블 전자소자까지 활용 가능성 열려

왼쪽 상단부터 시계 방향으로 박정환 교수, 김찬혁, 최세진, 김정현 학생, 이한얼 교수. 금오공대 제공

국립 금오공대 박정환 교수 연구팀이 플래시 광을 이용해 삼차원(3D) 다공성 그래핀 소재를 개발하고 이를 실시간 생체신호 모니터링 시스템에 성공적으로 적용했다.

2일 금오공대에 따르면 이 연구는 금오공대를 비롯해 전북대, 미국 코넬대 등 국제 공동연구로 진행됐으며, 에너지 분야 최고 학술지 'Energy ＆ Environmental Materials'에 게재됐다.

박 교수팀은 기존 그래핀 제조 공정의 비효율성과 높은 비용 문제를 해결하기 위해 강한 플래시 광을 순간적으로 플라스틱 필름에 조사해 내부 구조를 변화시키는 방법을 사용했다.

이 과정에서 수 밀리 초(0.001초) 내에 넓은 면적의 고순도·고전도성 그래핀을 합성하는 데 성공했다. 특히 이 그래핀은 높은 공극률을 가져 센서의 민감도를 크게 향상시키며, 신체의 움직임, 온도, 땀 이온 변화 등 생체신호를 정밀하게 감지할 수 있다.

이번 연구로 개발된 피부 부착형 웨어러블 헬스케어 센서는 실시간으로 건강 상태를 모니터링할 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다.

박 교수는 "빛과 물질의 상호작용을 활용하면 미래 전자소재 상용화를 위한 혁신적인 생산 플랫폼을 구축할 수 있다"며 "이번 연구가 헬스케어뿐만 아니라 다양한 웨어러블 전자소자에 적용될 가능성을 열었다"고 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 저비용·고효율 기술로 차세대 전자소재 개발에 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.