피부 안에 넣는 태양전지 개발

↑ 제작된 유연한 인체삽입용 태양전지를 간단한 피부 시술을 통해 쥐 피하에 삽입하는 사진(좌측), 인체삽입용 태양전지를 피하에 삽입 후 절개한 피부를 봉합한 직 후 모습과 삽입 시술 후 봉합선을 제거하고 2주 뒤 상처가 치유된 모습(우측). <사진제공=미래부>

국내 연구진이 태양전지를 피부 안에 심어 활용할 수 있는 인체삽입용 태양전지를 개발했다.
이종호 광주과기원(GIST) 교수 연구진은 인체 내에 흡수된 빛을 태양전지를 통해 에너지로 변환시킬 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구결과는 헬스케어 분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 헬스케어 머터리얼스’ 4일자에 게재됐다.
인간의 수명을 연장하거나 삶의 질을 유지하기 위해 기능이 저하되는 인체 기관을 보조하기 위한 생체 삽입용 전자기기들이 개발되고 있다. 하지만 이러한 전자기기는 주로 용량이 제한된 배터리에 의존하게 되어 일정시간이 지나면 배터리를 교체하기 위한 재수술이 필요하다. 실제로 현재 가장 많이 사용되는 심박조율기의 경우 배터리가 5~8년 정도 유지된다. 인체 내에서 자체적인 전력 생산이 가능하다면 이러한 주기적 재수술로 인한 심리적, 물리적, 경제적 부담을 줄일 수 있다.

연구진은 손전등으로 얇은 피부를 비췄을 때 빛의 일부는 피부를 통과한다는 사실에 착안했다. 피부와 같이 유연한 특성을 갖도록 고성능 태양전지를 딱딱한 기판에서 박막 형태로 분리한 뒤 필름에 결합하는 방법으로 얇고 유연한 인체 삽입용 태양전지를 만들었다. 이 태양전지를 살아있는 쥐에 삽입하여 실험한 결과 0.07㎠ 당 647마이크로와트의 높은 전력을 생산함을 확인했다. 이 교수는 “소형 충전지, 유연한 심박조율기와 결합하여 태양광이 없을 경우에도 태양전지를 통해 충전된 배터리로 전력 공급이 가능했다”고 설명했다. 그는 또 “이 연구 결과는 인체삽입 의료 전자기기의 난제인 전력 부족 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 방법을 제시한 것으로, 많은 전력을 지속적으로 필요로 하는 실시간 혈당 분석기, 질병 진단 센서, 혈액 분석 센서 등과 같은 헬스케어 인체삽입기기 개발에 기여할 것”으로 기대했다.
[원호섭 기자]