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왼쪽부터 고려대 황석원 교수, KU-KIST 융합대학원 장태민 박사(제1저자), 한양대 신소재공학과 한원배 박사(제1저자). |
[대학저널 이선용 기자] 고려대학교가 자가 치유가 가능한 생분해성 탄성적 고분자 전도 복합체 소자를 세계 최초로 개발했다.
해당 연구는 세계적인 학술지 ‘Science Advances (IF=11.7)’지에 지난 5일 온라인 게재됐다.
고려대-KIST 융합대학원의 황석원 교수 연구팀은 생분해성 고분자 재료와 가역적 결합을 갖는 재료를 기반으로 생분해성 탄성 고분자를 합성했다. 그리고 전도성 고분자에 다양한 첨가제를 추가했다. 이 두 소재의 결합을 통해 안전성이 뛰어나고, 손상에도 빠르게 회복되는 생분해성 탄성 전도체 소자 개발에 성공했다.
이 소자는 절단 후에도 1,000 S/cm의 높은 전기 전도도를 30초 안에 회복하며, 기계적 성능은 상온에서 약 12시간 내 복구된다.
연구팀은 더 나아가 해당 소재를 활용해 방광의 근육 움직임을 연구하여, 전기자극을 통해 배뇨를 유도할 수 있는 전자 시스템을 추가로 개발했다. 이 시스템은 방광 근육의 활동을 기록하고 내부 압력을 측정하는 센서와 전기자극을 제공하는 전극으로 구성된다. 또한 비봉합 결합이 가능해 출혈로 인한 감염 예방과 수술이 용이하다.
연구진이 개발한 시스템은 방광의 팽창과 수축 상황에서도 배뇨 신호를 효과적으로 감지했고, 전기자극을 통해 자연스러운 배뇨를 유도했다. 또한 일부러 소자에 손상을 줬음에도 불구하고, 단 5초 만에 원래의 기능을 회복했다.
연구를 주도한 황석원 교수는 “이번에 개발한 소자는 일정 기간 후 생체 환경에서 자연 분해되기 때문에, 생체 삽입형 전자 장치, 친환경 전자소자, 의료 및 웨어러블 기기 등 다양한 분야에서 소자의 성능과 안정성을 크게 향상하는 데 활용될 것”이라고 기대감을 밝혔다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 개인기초연구 중견후속사업과 STEAM 연구사업(미래유망융합기술파이오니어)의 지원을 받아 수행됐다.
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