경희무료 슬롯교는 화학공학과 오진영 교수 연구팀이 체내 전자기기를 안전하게 삽입할 수 있는 생체친화적 신축성 반도체를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics, IF=40.9)에 게재됐다.
연구팀은 의료용 고무(BIIR)와 고성능 유기 반도체(DPPT-TT)를 결합해 피부처럼 부드럽고 늘어나면서도 체내 환경에서 안정적으로 작동하는 반도체를 구현했다. 황 원자를 활용한 가황 공정으로 내구성과 화학적 안정성을 확보했으며, 금·은 이중 금속 전극을 적용해 체액 속에서도 장기간 성능을 유지하도록 했다.
체외 실험에서는 피부세포와 면역세포를 활용해 세포 생존율과 유전자 발현에 영향을 주지 않는 것을 확인했으며, 항균 성능도 입증됐다. 이어 진행된 체내 동물 실험에서는 생쥐 피하에 30일간 소자를 이식했을 때 염증이나 조직 손상이 나타나지 않았고, 반도체는 안정적으로 작동했다.
또한 연구팀은 개발된 반도체를 단일 소자 수준에서 넘어 여러 개를 연결해 디지털 논리회로와 능동 매트릭스 배열 구조로 확장, 실제 의료기기 응용 가능성을 증명했다. 이를 통해 심장 및 신경 신호 모니터링과 환자 맞춤형 치료에 활용될 것으로 기대된다.
오진영 교수는 “이번 연구는 반도체 소자의 신축성과 생체 안정성을 동시에 확보한 최초의 사례로, 체내 전자기기의 장기 상용화를 앞당길 수 있는 전환점이 될 것”이라며 “향후 스마트폰을 잇는 차세대 전자기기 폼팩터로 발전할 잠재력이 크다”고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단, 한국산업기술기획평가원, 경기도 지역협력연구센터(GRRC)의 지원을 받아 수행됐으며, 성균관무료 슬롯교 방석호 교수 연구팀과 공동으로 진행됐다.