광운대, 땀으로 건강지표 분석하는 '웨어러블 센서 패치' 개발

포도당·비타민 C·나트륨 이온·산성도 동시 분석

피부 변형·신체 움직임에 견디는 내구성 확보

[서울=뉴시스] 박재영 광운대 전자공학과 교수, 자히둘 박사과정생. (사진=광운대 제공) 2026.11.03. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 박재영 광운대학교 전자공학과 교수 연구팀이 땀으로 4종의 건강지표를 동시에 분석할 수 있는 차세대 웨어러블 바이오센서 패치를 개발했다.

3일 광운대에 따르면 이번 연구는 와일리(Wiley)가 출판하는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials) 표지논문으로 선정됐다.

최근 디지털 헬스케어와 개인 맞춤형 의료기술의 발전으로, 혈액 채취 없이 땀이나 눈물 등 체액의 생체지표를 분석하는 비침습 웨어러블 바이오센서가 주목받고 있다.

특히 땀에 포함된 포도당과 비타민 등을 분석하면 신체의 생리적 변화와 대사 상태를 파악할 수 있지만, 기존 땀 센서는 생체 물질의 농도가 낮고 전하 전달이 비효율적이어서 검출 감도와 측정 안정성에 한계가 있었다.

연구팀은 금속-유기 골격체(MOF) 유래 몰리브덴 탄화물 나노팔면체와 전기화학 활성 전도성 고분자인 폴리피롤(PPy)을 결합한 나노하이브리드 소재를 개발해 한계를 해결했다.

이 소재로 표면 젖음성, 전기화학 활성 표면적 및 계면 전하 전달 특성을 크게 개선해, 극미량의 생체물질도 정밀하게 검출할 수 있는 고감도 센서 표면을 구현했다.

연구팀은 이 소재를 신축성 기판 위의 레이저 패터닝 그래핀 전극과 결합해 포도당·비타민 C·나트륨 이온·산성도 등 4종을 동시에 분석하는 웨어러블 패치를 완성했다.

이 센서는 포도당과 비타민 C를 높은 감도로 검출하고 검출 한계도 낮았으며, 나트륨 이온과 산성도 센서도 이론값에 가까운 성능을 보였다.

기판이 약 800%까지 늘어나고 2000회 반복해 굽혀도 안정적으로 작동해 피부 변형과 신체 움직임에 견딜 수 있는 내구성도 확인했다.

또한 유연한 미세유체 시스템을 통합해 자전거를 탈 때 생기는 땀을 연속적으로 모아 4종 생체지표의 변화를 실시간 측정하는 데 성공했다.

박 교수는 "향후 센서의 장기 안정성과 측정 정확도를 개선하겠다"며 "무선통신 및 인공지능 기반 데이터 분석 기술과 융합해 개인 맞춤형 건강관리, 스포츠 생리 모니터링 등으로 응용 범위를 확대할 계획"이라고 밝혔다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528