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| ▲ 제작된 밀웜 껍질 유래 키토산–글리세롤–흑연 복합소재 호흡 모니터링 센서. 기존 호흡 측정 장비보다 간단하고, 피부에 부드럽게 밀착되며, 실시간 데이터 수집이 가능하다. |
[뉴스스텝] 강원특별자치도 농산물원종장 곤충산업센터는 연세대 최승호 교수팀과 함께 추진한 '거점단지 곤충 유래 산업소재 개발' 공동연구 결과, 국제학술지 Biosensors에 “생체고분자 기반 변형 센서를 이용한 호흡 주기 동안의 흉곽 운동학 모니터링: 키토산–글리세롤–흑연 복합체” (Kinematic Monitoring of the Thorax During the Respiratory Cycle Using a Biopolymer-Based Strain Sensor: A Chitosan–Glycerol–Graphite Composite)라는 논문을 발표하고, 해당 기술에 대한 특허출원도 완료했다고 8월 13일 밝혔다.
농산물원종장 곤충산업센터는 곤충산업화지원시설에서 생산된 밀웜(갈색거저리) 껍질에서 친환경 공정을 통해 의료용으로 활용 가능한 키토산을 추출했다.
연세대 최승호 교수팀은 여기에 글리세롤과 흑연을 혼합해 신축성과 전도성을 동시에 갖춘 생분해성 복합소재를 개발했다.
이를 직선형 스트레인 센서로 가공해 가슴, 횡격막, 하부 늑골 부위의 미세한 팽창·수축을 전기 신호로 변환, 정상 호흡뿐 아니라 무호흡, 빠른 호흡, 깊은 호흡, 쿠스마울 호흡 등 다양한 병리적 호흡 패턴을 실시간으로 정밀 감지하는 데 성공했다.
국제학술지 Biosensors는 Impact Factor 5.6으로, 2024년도 JCR 기준 Instruments · Instrumentation 분야 상위 10%(Q1)에 해당하는 권위 있는 학술지이며, 이번 논문은 곤충 부산물을 활용한 의료용 친환경 센서 소재를 개발했다는 점에서 높은 평가를 받았다.
석영식 곤충산업센터장은 “이번 연구는 강원특별자치도 곤충산업거점단지 갈색거저리 껍질 유래 친환경 소재의 의공산업적 활용 가능성을 실증한 중요한 사례”라며, “향후 반도체 소재, 산업용 플라스틱, 의료·헬스케어 등 고부가가치 산업 분야로의 확장 가능성 측면에서 큰 의미가 있다.
이번 센서는 피부 밀착성, 착용 편의성, 신호 안정성에서 기존 부피가 큰 장비보다 우수해 장시간 환자 모니터링, 수면 무호흡 진단, 가정용 원격 호흡 모니터링 등에 활용 가능성이 높다”고 밝혔다.
향후 곤충산업센터와 연세대 최승호 교수팀은 이번 기술을 기반으로, 강원특별자치도-춘천시 곤충거점단지의 산업소재 분야를 ▲무선 통신 모듈 통합형 웨어러블 호흡 모니터링 기기 ▲호흡량·폐활량 자동 추정 시스템 ▲응급 환자·호흡기 질환자 원격 모니터링 시스템 ▲운동·스포츠 중 호흡 효율 분석 센서 등으로 확장 개발할 계획이다.
또한, 환경 변화(습도·온도)에 강한 보호 코팅 기술을 접목해 재사용 가능하고 장기간 안정적으로 사용할 수 있는 의료·헬스케어 센서로 상용화하는 것을 목표로 연구를 이어가겠다고 밝혔다.
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