몸속에서 녹아 없어지는 전자소자 개발

물에 닿으면 녹아내리는 전자소자. 출처/ http://youtu.be/75H6w62XhOE

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■ 사이언스온 뉴스 플러스
한국인 연구자들 공동 제1저자로 참여한 미국 연구팀 개발...의료장치 등 활용 기대

■ 몸속에서, 또는 물에서 녹는 ‘휘는 전자소자’가 한국인 연구자들이 여럿 참여한 미국 대학 연구팀에 의해 개발되었습니다. 휘는 전자회로(flexible electronics)는 딱딱한 유리기판 대신에 종이처럼 말거나 휠 수 있는 기판에다 전자소자를 붙일 수 있어 몸에 부착하는 의료장치 또는 휘는 디스플레이 등의 개발에 사용됩니다. 이번에 개발된 휘는 전자소자는 몸속에 심은 뒤 나중에 그 기능이 불필요해질 때에도 수술로 제거할 필요 없이 스스로 녹는 성질을 지녀, 의료용 임플란트 기술에 활용될 것으로 기대되고 있습니다. 임플란트는 인체 조직을 잃었을 때 이를 대신하거나 조직 대신에 동작하는 인공 이식물로, 전자회로를 부착한 인공심장을 예로 들 수 있습니다.

▲ 미국 일리노이대학의 존 로저(John Roger)와 터프츠대학의 피오렌조 오메네토(Fiorenzo Omenetto) 연구팀이 이룬 이 연구 결과는 지난 실렸습니다. 논문의 공동 제1저자(3명) 중에는 황석원 일리노이대학 연구원과 김대형 서울대 교수(플렉서블 일렉트로닉스 연구실)가 포함됐으며 다른 공동저자의 이름에도는 다른 한국인 연구자들이 여럿 포함됐습니다. 실리콘 재질의 휘는 전자소자를 연구하는 로저 연구팀과 체내에 넣어도 무방한 실크를 연구하는 오메네토 연구팀이 합작해 2009년 본격적으로 시작한 연구로, 초기에는 전자소자의 금속이 녹지 않고 남아 있거나 전자소자의 일부인 실리콘이 피부 밑에 장착되지 못해 떠도는 문제점이 있었습니다. 3년에 걸친 연구 끝에 피부 아래에 붙어 작동하다가 시간이 지나면 완전히 녹아버리는 전자소자가 개발된 것입니다.

★ 연구팀은 전자소자의 재료로 전기를 잘 통하긴 하지만 물에 젖은 상태에서 높은 반응성을 보이는 마그네슘을 사용했습니다. 안정적인 금속인 구리와 은이 전자소자로 흔히 사용되지만 '녹는 전자소자'로는 마그네슘의 성질이 적합했기 때문입니다. 실리콘을 100 나노미터(nm)의 두께로 만들어 하루에 약 4.5 나노미터씩 녹게 한 것도 연구팀의 핵심 기술이라고 합니다. 전자소자에 사용되는 실리콘은 대개 분해되는데 1000년이 걸리는 것으로 알려져 있지만 두께를 극도로 얇게 만듦으로써 비교적 빠른 시간 안에 녹을 수 있도록 한 것입니다. 위의 동영상에서 몇 방울의 물이 휘는 전자소자에 떨어지자 몇 초만에 녹아내리는 것을 볼 수 있습니다.

뉴스: http://www.nature.com/news/biodegradable-electronics-here-today-gone-tomorrow-1.11497
논문: http://www.sciencemag.org/content/337/6102/1640

● 성은과 수현의 플러스 채팅

수현 : 자유자재로 휘어지는 전자소자는 구불구불한 뇌 표면이나 몸 표면에 밀착하는 게 특징이래.
성은 : 일상에서 볼 수 있는 딱딱한 전자소자를 떠올리면 안 되겠네. 게다가 몸속에서 녹는다니, 직접 보면서도 믿기 힘들 정도야.
수현 : 전자소자가 인간의 몸에 맞춰 진화했다고나 할까? 이제 남은 과제는 어떤 질병을 고치는 데 이 전자소자를 활용할 것인지를 연구하는 걸 거야.
성은 : 잘 활용될 수 있다면, 그래서 이 전자소자로 의료장치가 더 효율적인 것으로 개발된다면 좋겠어.

• '뉴스플러스'는 사이언스온의 과학저널리즘 동아리 '과감(과학으로 세상의 감을 잡다)'의 회원인 김수현, 김성은 님이 주로 운영하는 뉴스룸 코너입니다.

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김성은 어린이 과학잡지 <우등생과학> 기자
에코과학부 석사 과정을 졸업한 후, 현재 잡지사에서 일하며 어린이를 위 한 글을 쓰고 있다. 성인 독자들도 쉽게 읽을 수 있는 만만한 글, 깨알같이 재미있고 참신한 글을 쓰는 것이 목표다. <초등과학 뒤집기 -호흡>, <초등과 학 뒤집기 -생태와 환경> 등을 썼다. 이메일 : [e-mail]