[글로벌대학팀 김선영 기자] 웨어러블 기기와 생체 이식형 전자기기 등 차세대 헬스케어 기술이 빠르게 발전하면서, 이들 기기에 필요한 전력을 안정적이고 지속적으로 공급하는 기술에 대한 수요가 함께 늘고 있다. 특히 체내에 삽입되는 전자기기는 배터리 교체가 어렵기 때문에 외부에서 고효율로 에너지를 전달할 수 있는 기술 확보가 핵심 과제로 떠오르고 있다.

이런 가운데, 경희대학교 신소재공학과 박윤석 교수 연구팀이 다양한 환경에서도 생체 삽입형 바이오 전자기기에 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 차세대 무선 전력 기술을 개발했다. 이 연구는 기존 무선 전력 기술의 구조적 한계를 극복했을 뿐 아니라, 생체 삽입 조건을 충족하는 기술로 인정받아 국제 학술지 『Science Advances』 최신 호에 게재됐다.

박 교수 연구팀이 개발한 무선 마찰전기 소자(MA-TENG)는 자기장 기반의 진동 에너지를 활용해 마찰전기를 발생시키는 방식으로, 외부 자기장만으로 작동한다. 공기나 물, 금속, 지방 등 다양한 물질로 둘러싸인 환경에서도 안정적인 출력을 유지하며, 정렬되지 않은 상태에서도 기존 대비 80% 이상의 전력 전달 성능을 기록했다. 기존 기술이 안고 있던 발열 문제나 정렬 민감도 문제를 효과적으로 해결한 셈이다.

이 소자는 실제로 돼지 지방조직에 이식해 실험한 결과에서도 안정적으로 작동했고, 열화상 카메라를 이용한 관측에서도 외부 발열 현상이 관찰되지 않았다. 연구팀은 이 기술이 향후 심박조율기나 바이오센서, 약물 전달 장치 등 다양한 이식형 의료기기에 장기적인 전력 공급원으로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

박윤석 교수는 “이번 연구는 생체 이식형 의료기기의 무선화 가능성을 크게 높인 사례”라며 “이식형 바이오 소자 실용화의 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 경희대학교 박윤석 교수와 김준엽, 유정민 연구원, 가천대학교 윤홍준 교수 연구팀이 공동으로 수행했으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구사업의 지원을 받아 진행됐다.

김선영 기자 글로벌대학팀 globalu@beyondpost.co.kr