'성능과 내구성' 모두 잡은 휘는 반도체 소재 개발 - 유연한 디스플레이 개발을 위한 유기 반도체 소재 성능/내구성 문제 해결 - 실리콘 반도체를 대체할 유기 반도체 소재의 상용화 토대 마련 차세대 전자기기 산업에서는 실리콘 반도체 부품을 유연성이 높고 비교적 저가인 플라스틱 유기 반도체 소재로 대체하기위해 노력해왔다. 플라스틱 반도체 소재는 이외에도 디스플레이, 태양전지, 센서 등 다양한 분야에 응용 가능하며, 낮은 공정 단가로 대량 생산이 가능하다. 하지만 기존 실리콘 반도체 소재에 비해 전하 이동도가 낮고 전기적 스트레스와 공기 중에 산화시 안정성이 매우 낮기 때문에 상용화에 어려움이 있었다. 국내 연구진이 플라스틱 반도체 소재의 전하 이동도와 안정성을 획기적으로 개선한 소재를 개발했다. 안정성 뿐 아니라 카메라 등에 쓰이는 광센서에 적용해 본 결과 보고된 기존 플라스틱 반도체 소재 중 세계 최고 수준이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 국기기반기술연구본부 손해정 박사, 중앙대학교 화학공학과 정대성 교수 공동 연구팀은 높은 전하 이동도를 가지면서 공기와 전기적 스트레스에 높은 안정성을 보여 전자소자로 사용가능한 고분자 반도체 소재를 개발했다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 최근호에 ‘High mobility polymer based on a π-extended benzodithiophene and its application for fast switching transistor and high gain photoconductor‘라는 제목으로 게재되었다. 연구팀은 다양한 장점을 가진 기존 유기 반도체 소재가 반도체 등의 전기 소자 내에서 안정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 잘 산화되지 않아 안정성이 높은 화학적 구조를 갖는 유기 고분자 반도체 소재를 개발하였다. 연구팀은 고분자를 구성하는 주사슬에 전하가 잘 이동하여 성능은 뛰어나면서도 잘 산화되지 않는 화학 구조를 가지는 방향족 화합물을 단량체로 사용했다. 일반적으로 크기가 큰 방향족 화합물들은 고분자에 사용하였을 때에 고분자 주사슬 내에서의 전하 이동을 높이는 장점이 있지만, 고분자의 전자 밀도를 높여 고분자의 산화를 유발하는 문제점이 있다. 이번에 개발된 고분자 소재는 전하 이동도를 높임과 동시에 공기 중에서 높은 구동 안정성을 보였다. ※ 방향족 화합물 : 6개의 탄소원자가 고리를 이루는 벤젠 유도체들로 그밖에 탄소원자 자리에 황, 질소, 산소 등 다른 원소들이 탄소 위치에 1, 2개 치환된 화합물들을 포함한다. ※ 단량체 : 고분자를 형성하는 '단위 분자'이다. 그 결과 개발된 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터는 밀봉 없이도 공기 중에서 7주 이상 동안 높은 전하 이동도를 유지하였으며 반복적으로 전압의 크기를 변화 시켜도 부품의 저하(히스테리시스)경향을 거의 보이지 않는 안정된 성능을 보였다. 이렇게 개발된 고분자 소재는 높은 전하 이동도를 가짐과 동시에 세계 최고 수준의 공기 중 구동 안정성을 보이는 획기적인 결과물이라 할 수 있다. 연구팀은 또한 개발된 고분자 소재를 광센서 응용분야(휴대폰, 비디오, 인공위성용 각종 카메라)에 적용한 결과 현재까지 세계적으로 보고된 센서 중 가장 높은 광전류 증가(photoconductive gain)를 보여, 해당 소재의 추후 상업적 응용 가능성을 높인 것이라 할 수 있다. KIST 손해정 박사는 “이번에 개발된 고분자 반도체 소재는 플라스틱 소재가 기존에 실리콘 반도체 소재를 대체할 수 있다는 것을 밝혀, 휘어질 수 있는 태양전지나 광센서와 같은 저가의 유연한 전자기기를 상용화 하는 시기를 앞당기는데 기여 했다는데 의의가 있다.”고 말했다. ○ 연구진 <중앙대 정대성 교수> ○ 그림자료 <그림1> 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터 특성 가. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 트랜지스터 구조 나. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 광센서 구조 및 활성층 표면 이미지 다. 고분자 반도체 소재의 전하 전달 특성: 계속적인 트랜지스터 구동에도 낮은 히스테리시스를 보였으며 이를 통해 고분자가 높은 전기적 안정성을 가짐을 알 수 있음. 라. 고분자 트랜지스터 소자의 공기 중 안정성 테스트: 밀봉 없이 공기 중에 방치해 두어도 7주 이상 지속적으로 높은 전하 이동도를 유지 하였으며 안정적인 트랜지스터 구동 특성을 보임. 마. 빛의 세기에 따른 광센서의 광전류 이득 특성 <그림2> 개발된 고분자의 화학식

'성능과 내구성' 모두 잡은 휘는 반도체 소재 개발 - 유연한 디스플레이 개발을 위한 유기 반도체 소재 성능/내구성 문제 해결 - 실리콘 반도체를 대체할 유기 반도체 소재의 상용화 토대 마련 차세대 전자기기 산업에서는 실리콘 반도체 부품을 유연성이 높고 비교적 저가인 플라스틱 유기 반도체 소재로 대체하기위해 노력해왔다. 플라스틱 반도체 소재는 이외에도 디스플레이, 태양전지, 센서 등 다양한 분야에 응용 가능하며, 낮은 공정 단가로 대량 생산이 가능하다. 하지만 기존 실리콘 반도체 소재에 비해 전하 이동도가 낮고 전기적 스트레스와 공기 중에 산화시 안정성이 매우 낮기 때문에 상용화에 어려움이 있었다. 국내 연구진이 플라스틱 반도체 소재의 전하 이동도와 안정성을 획기적으로 개선한 소재를 개발했다. 안정성 뿐 아니라 카메라 등에 쓰이는 광센서에 적용해 본 결과 보고된 기존 플라스틱 반도체 소재 중 세계 최고 수준이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 국기기반기술연구본부 손해정 박사, 중앙대학교 화학공학과 정대성 교수 공동 연구팀은 높은 전하 이동도를 가지면서 공기와 전기적 스트레스에 높은 안정성을 보여 전자소자로 사용가능한 고분자 반도체 소재를 개발했다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 최근호에 ‘High mobility polymer based on a π-extended benzodithiophene and its application for fast switching transistor and high gain photoconductor‘라는 제목으로 게재되었다. 연구팀은 다양한 장점을 가진 기존 유기 반도체 소재가 반도체 등의 전기 소자 내에서 안정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 잘 산화되지 않아 안정성이 높은 화학적 구조를 갖는 유기 고분자 반도체 소재를 개발하였다. 연구팀은 고분자를 구성하는 주사슬에 전하가 잘 이동하여 성능은 뛰어나면서도 잘 산화되지 않는 화학 구조를 가지는 방향족 화합물을 단량체로 사용했다. 일반적으로 크기가 큰 방향족 화합물들은 고분자에 사용하였을 때에 고분자 주사슬 내에서의 전하 이동을 높이는 장점이 있지만, 고분자의 전자 밀도를 높여 고분자의 산화를 유발하는 문제점이 있다. 이번에 개발된 고분자 소재는 전하 이동도를 높임과 동시에 공기 중에서 높은 구동 안정성을 보였다. ※ 방향족 화합물 : 6개의 탄소원자가 고리를 이루는 벤젠 유도체들로 그밖에 탄소원자 자리에 황, 질소, 산소 등 다른 원소들이 탄소 위치에 1, 2개 치환된 화합물들을 포함한다. ※ 단량체 : 고분자를 형성하는 '단위 분자'이다. 그 결과 개발된 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터는 밀봉 없이도 공기 중에서 7주 이상 동안 높은 전하 이동도를 유지하였으며 반복적으로 전압의 크기를 변화 시켜도 부품의 저하(히스테리시스)경향을 거의 보이지 않는 안정된 성능을 보였다. 이렇게 개발된 고분자 소재는 높은 전하 이동도를 가짐과 동시에 세계 최고 수준의 공기 중 구동 안정성을 보이는 획기적인 결과물이라 할 수 있다. 연구팀은 또한 개발된 고분자 소재를 광센서 응용분야(휴대폰, 비디오, 인공위성용 각종 카메라)에 적용한 결과 현재까지 세계적으로 보고된 센서 중 가장 높은 광전류 증가(photoconductive gain)를 보여, 해당 소재의 추후 상업적 응용 가능성을 높인 것이라 할 수 있다. KIST 손해정 박사는 “이번에 개발된 고분자 반도체 소재는 플라스틱 소재가 기존에 실리콘 반도체 소재를 대체할 수 있다는 것을 밝혀, 휘어질 수 있는 태양전지나 광센서와 같은 저가의 유연한 전자기기를 상용화 하는 시기를 앞당기는데 기여 했다는데 의의가 있다.”고 말했다. ○ 연구진 <중앙대 정대성 교수> ○ 그림자료 <그림1> 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터 특성 가. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 트랜지스터 구조 나. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 광센서 구조 및 활성층 표면 이미지 다. 고분자 반도체 소재의 전하 전달 특성: 계속적인 트랜지스터 구동에도 낮은 히스테리시스를 보였으며 이를 통해 고분자가 높은 전기적 안정성을 가짐을 알 수 있음. 라. 고분자 트랜지스터 소자의 공기 중 안정성 테스트: 밀봉 없이 공기 중에 방치해 두어도 7주 이상 지속적으로 높은 전하 이동도를 유지 하였으며 안정적인 트랜지스터 구동 특성을 보임. 마. 빛의 세기에 따른 광센서의 광전류 이득 특성 <그림2> 개발된 고분자의 화학식

'성능과 내구성' 모두 잡은 휘는 반도체 소재 개발 - 유연한 디스플레이 개발을 위한 유기 반도체 소재 성능/내구성 문제 해결 - 실리콘 반도체를 대체할 유기 반도체 소재의 상용화 토대 마련 차세대 전자기기 산업에서는 실리콘 반도체 부품을 유연성이 높고 비교적 저가인 플라스틱 유기 반도체 소재로 대체하기위해 노력해왔다. 플라스틱 반도체 소재는 이외에도 디스플레이, 태양전지, 센서 등 다양한 분야에 응용 가능하며, 낮은 공정 단가로 대량 생산이 가능하다. 하지만 기존 실리콘 반도체 소재에 비해 전하 이동도가 낮고 전기적 스트레스와 공기 중에 산화시 안정성이 매우 낮기 때문에 상용화에 어려움이 있었다. 국내 연구진이 플라스틱 반도체 소재의 전하 이동도와 안정성을 획기적으로 개선한 소재를 개발했다. 안정성 뿐 아니라 카메라 등에 쓰이는 광센서에 적용해 본 결과 보고된 기존 플라스틱 반도체 소재 중 세계 최고 수준이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 국기기반기술연구본부 손해정 박사, 중앙대학교 화학공학과 정대성 교수 공동 연구팀은 높은 전하 이동도를 가지면서 공기와 전기적 스트레스에 높은 안정성을 보여 전자소자로 사용가능한 고분자 반도체 소재를 개발했다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 최근호에 ‘High mobility polymer based on a π-extended benzodithiophene and its application for fast switching transistor and high gain photoconductor‘라는 제목으로 게재되었다. 연구팀은 다양한 장점을 가진 기존 유기 반도체 소재가 반도체 등의 전기 소자 내에서 안정성이 떨어지는 문제를 해결하기 위해 잘 산화되지 않아 안정성이 높은 화학적 구조를 갖는 유기 고분자 반도체 소재를 개발하였다. 연구팀은 고분자를 구성하는 주사슬에 전하가 잘 이동하여 성능은 뛰어나면서도 잘 산화되지 않는 화학 구조를 가지는 방향족 화합물을 단량체로 사용했다. 일반적으로 크기가 큰 방향족 화합물들은 고분자에 사용하였을 때에 고분자 주사슬 내에서의 전하 이동을 높이는 장점이 있지만, 고분자의 전자 밀도를 높여 고분자의 산화를 유발하는 문제점이 있다. 이번에 개발된 고분자 소재는 전하 이동도를 높임과 동시에 공기 중에서 높은 구동 안정성을 보였다. ※ 방향족 화합물 : 6개의 탄소원자가 고리를 이루는 벤젠 유도체들로 그밖에 탄소원자 자리에 황, 질소, 산소 등 다른 원소들이 탄소 위치에 1, 2개 치환된 화합물들을 포함한다. ※ 단량체 : 고분자를 형성하는 '단위 분자'이다. 그 결과 개발된 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터는 밀봉 없이도 공기 중에서 7주 이상 동안 높은 전하 이동도를 유지하였으며 반복적으로 전압의 크기를 변화 시켜도 부품의 저하(히스테리시스)경향을 거의 보이지 않는 안정된 성능을 보였다. 이렇게 개발된 고분자 소재는 높은 전하 이동도를 가짐과 동시에 세계 최고 수준의 공기 중 구동 안정성을 보이는 획기적인 결과물이라 할 수 있다. 연구팀은 또한 개발된 고분자 소재를 광센서 응용분야(휴대폰, 비디오, 인공위성용 각종 카메라)에 적용한 결과 현재까지 세계적으로 보고된 센서 중 가장 높은 광전류 증가(photoconductive gain)를 보여, 해당 소재의 추후 상업적 응용 가능성을 높인 것이라 할 수 있다. KIST 손해정 박사는 “이번에 개발된 고분자 반도체 소재는 플라스틱 소재가 기존에 실리콘 반도체 소재를 대체할 수 있다는 것을 밝혀, 휘어질 수 있는 태양전지나 광센서와 같은 저가의 유연한 전자기기를 상용화 하는 시기를 앞당기는데 기여 했다는데 의의가 있다.”고 말했다. ○ 연구진 <중앙대 정대성 교수> ○ 그림자료 <그림1> 고분자 반도체 소재를 이용한 트랜지스터 특성 가. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 트랜지스터 구조 나. 고분자 반도체 소재를 이용하여 제작한 광센서 구조 및 활성층 표면 이미지 다. 고분자 반도체 소재의 전하 전달 특성: 계속적인 트랜지스터 구동에도 낮은 히스테리시스를 보였으며 이를 통해 고분자가 높은 전기적 안정성을 가짐을 알 수 있음. 라. 고분자 트랜지스터 소자의 공기 중 안정성 테스트: 밀봉 없이 공기 중에 방치해 두어도 7주 이상 지속적으로 높은 전하 이동도를 유지 하였으며 안정적인 트랜지스터 구동 특성을 보임. 마. 빛의 세기에 따른 광센서의 광전류 이득 특성 <그림2> 개발된 고분자의 화학식

박근혜 대통령이 지난 17일 제11차 국가과학기술자문회의를 주재하기 위해 우리 원을 방문했다. 지난 1969년 박정희 대통령과 함께 우리 원 준공식에 참여한 후 45년만이다. 박대통령은 행사장에 마련된 방명록에 ‘창조경제를 과학기술로!’라고 적었다. 자문회의에 앞서 박대통령은 이병권 원장의 안내로 지난 반세기 우리 원의 역사와 연구성과, 최근 주요 연구활동을 담은 전시관을 둘러보고, 뇌졸중 환자를 위한 보행재활로봇 시연을 관람했다. 국가과학기술자문회의를 주재한 자리에서 박대통령은 “이곳 KIST는 1965년에 미국으로부터 월남전 파병에 대한 감사의 뜻으로 천만달러를 원조 받아 설립한 대한민국의 첫 번째 출연연구기관”이라며 “당장 먹을 것이 없어서 밀가루, 옥수수를 원조 받던 시대에 우리 청년들이 피 흘려 벌어온 소중한 원조자금을 미래를 위해 투자한 소중한 곳”이라고 회고했다. 아울러 박대통령은 “그 기반 위에서 볼펜 하나 제대로 못 만들던 우리나라가 지금은 세계적인 경제 강국으로 성장할 수 있었다”고 말했다. 이번 국가과학기술자문회의에서는 성장과 복지를 위한 바이오 미래전략, 기후변화 대응전략 등이 논의 되었다.

미래를 준비하고 진로를 결정해야하는 고등학생들, 특히 과학에 관심과 열정을 가진 학생들에게 연구원들의 일상은 본인의 미래 모습이자, 꿈의 실현일 것이다. 이러한 고교생들에게 연구원들과 동고동락하며 연구현장을 실제로 체험하고 학습할 수 있는 기회가 열렸다. 우리 원은 7월 21일(월)부터 성북구 하월곡동 본원에서 고교생 대상 명품 ‘사이언스 캠프’를 진행하고 있다. 영상미디어, 뇌과학, 물리, 화학, 생명과학 등 5개 분야에서 분야별로 1주~2주간 진행되는 본 프로그램은 기존의 단순 견학형 과학체험에서 벗어나, 연구원들이 직접 강의를 하고, 학생들과 토론을 하며 연구실에서 실험해보는 체험형 심화 학습활동으로 구성되었다. 이를 위하여 고교생에게 실험 및 강의가 가능한 연구센터별로 직접 참가 학생들을 선발하고 프로그램을 계획, 운영하고 있다. 또한, 학생들의 교과수준을 고려한 개별 심화 교재를 개발하여, 캠프 참가 학생들의 학업증진에 도움이 될 수 있도록 하였다. 캠프가 끝나는 8월 1일(금)에는 5개 분야 학생들이 캠프 결과 및 소감발표를 통해 다른 분야에 대한 이해를 돕는 자리도 마련할 예정이다. 캠프에 참가한 상계 고등학교 송현우 학생은 “이론 수업을 듣고, 관련 실험을 할 수 있어서, 이해가 쉬웠어요. 오늘은 우리가 마시는 커피에서 카페인을 추출하는 실험을 하였는데 내가 진짜 과학자가 된 것 같은 뿌듯함을 느꼈어요. 이번 캠프가 과학자로서의 꿈을 위해 앞으로 더 열심히 공부하는 계기가 될 것 같아요” 라며 참가소감을 전하였다. 캠프를 진행한 화학교실 심태보 박사(화학키노믹스연구센터장)은 “참여한 학생들의 과학에 대한 열정에 저희들도 놀랐습니다. 참가학생 모두 진지하게 강의와 실험에 임하고 날카롭고 때론 엉뚱한 질문도 많이 합니다. 우리 연구실에도 대학원 학생들이 있는데, 고등학생들과 실험을 같이하고 토론하면서 본인들에게도 자극이 되는 시간인 것 같습니다”라고 프로그램을 진행하면서 느낀 점을 언급하였다. 이병권 원장은 “본 캠프가 참여 학생들이 차세대 과학자로서 자질을 발견하고, 계발시킬 수 있는 기회가 되기를 바라며, 앞으로도 과학을 쉽게 알릴 수 있는 다양한 행사를 만들어 국민과 소통하는 연구소가 되기위해 노력할 것”이라고 밝혔다. <캠프일정표> 분야 영상미디어 뇌과학 물리 화학 생명과학 기간 7/21~7/25 (1주간) 7/21 ~ 8/1 (2주간) 7/21~7/25 (1주간) 7/21 ~ 7/25 (1주간) 7/21 ~ 8/1 (2주간) 연구실 영상미디어연구센터 L0 기능커넥토믹스연구단 L7 L7202 스핀융합연구센터 L6 6220 화학키노믹스연구센터 L2 L2329 환경복지연구단 L2 L2237 책임 안상철 센터장 이창준 책·연 장준연 센터장 심태보 센터장 류재천 책·연 운영 안병주 연구원 박명기 학·연 최준우 선임연구원 노은주 선임연구원 송미경 연구원 비고 - 교재･강의･실험 영어로 진행 - - -

콘택트렌즈형 지속/자가 구동 헬스 모니터링 플랫폼 기술 개발 국내 연구진이 콘택트렌즈에 삽입되어 눈물을 안정적으로 수집, 분석함으로써 당뇨 여부 및 진행정도를 판단할 수 있는 센서를 개발, 앞으로 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨를 지속적으로 모니터링하여 보다 간편하고 정확한 진단 및 관리가 가능 할 것으로 전망된다. 대표적인 IT기업인 구글은 올 1월에 무선 칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트 콘택트렌즈를 개발하고 있다고 발표했다. 구글은 소프트 콘택트렌즈용 소재로 제작된 두 장의 막 사이에 미세한 크기의 무선 칩과 혈당치 측정 센서, 안테나 및 LED 라이트를 장착한 스마트 콘택트렌즈 프로토 타입을 함께 공개했는데, 이 렌즈를 당뇨병 환자가 착용함으로써 눈물 성분에서 혈당의 변화를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 이와 같은 스마트 콘택트렌즈가 제 기능을 발휘하기 위해서는 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스 농도를 빠르고 정확하며 변별력 있게 측정하는 기술과, 눈물을 안정적으로 공급하는 기술이 필수적이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 유연한 플랫폼에서 측정이 가능 하도록 새롭게 구성된 센서를 개발했을 뿐만 아니라, 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 모듈 및 눈물을 안정적으로 공급해줄 수 있는 미소유체 제어 시스템의 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 이유로, 구글의 의료용 스마트 콘택트렌즈보다 한 단계 더 진화된 기술로 평가 되고 있다. KIST 송용원 박사는 "안과, 내분비내과 전문가들과 지속적인 연계 연구를 통하여, 눈에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 당뇨 환자들에게 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는데 주력해 왔다"며, “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라고 강조 했다. 또한 “개발 된 콘택트렌즈는 다양한 바이오 대상체의 검출을 위한 플랫폼으로 진화할 예정이며, 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술 연계 등으로 응용 분야를 확장 할 계획”이라고 밝혔다. 공동 연구자인 강동경희대학교병원의 강자헌 교수는, “눈물은 매일 일정량이 지속적으로 생성되기 때문에 눈물을 통한 당뇨 여부 판단은 그 어떤 방법보다 간편하고, 정확한 방법이 될 것”이라며, “각 분야 전문가들이 머리를 맞대고 연구한 만큼 성과도 만족스럽다”고 전했다. KIST의 미래융합기술연구본부를 기반으로 하는 해당 연구팀은, 센서, 재료, 시스템 등 다양한 분야의 전문가들이 참여한 BT/NT/ET/IT 융합 연구팀으로 2011년부터 스마트 콘택트렌즈 개발을 위한 기술을 연구해오고 있으며, 조만간 상용화 가능한 기술을 완성할 것으로 전망 했다. 연구팀은 현재 센서 시스템 및 미소유체 제어 기술과 별개로 스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 통신 장치, 에너지 저장 장치 및 에너지 생성 장치에 대한 기술도 함께 개발하고 있고, 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려지고 있으며, 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다. ○ 연구진 Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST Dr. 최지원, 책임연구원, 전자재료연구센터, KIST Dr. 김진석, 책임연구원, 바이오닉스연구단, KIST Dr, 이현정, 선임연구원, 스핀융합연구센터, KIST Dr. 이지연, 선임연구원, 화학키노믹스연구센터, KIST Prof. 강자헌, 안과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 정인경, 내과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 김병섭, 전기전자공학과, 포항공과대학교 ○ 그림자료 <그림1> 개발된 콘택트렌즈형 지속/자가 구동 당뇨센서 개념도 ○ 특허정보 [KIST K06845] ‘비침습형 건강지표 모니터링 시스템 및 이용 방법’, 국내 특허 출원 번호 10-2014-0006857 (2014년 1월 20일).

콘택트렌즈형 지속/자가 구동 헬스 모니터링 플랫폼 기술 개발 국내 연구진이 콘택트렌즈에 삽입되어 눈물을 안정적으로 수집, 분석함으로써 당뇨 여부 및 진행정도를 판단할 수 있는 센서를 개발, 앞으로 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨를 지속적으로 모니터링하여 보다 간편하고 정확한 진단 및 관리가 가능 할 것으로 전망된다. 대표적인 IT기업인 구글은 올 1월에 무선 칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트 콘택트렌즈를 개발하고 있다고 발표했다. 구글은 소프트 콘택트렌즈용 소재로 제작된 두 장의 막 사이에 미세한 크기의 무선 칩과 혈당치 측정 센서, 안테나 및 LED 라이트를 장착한 스마트 콘택트렌즈 프로토 타입을 함께 공개했는데, 이 렌즈를 당뇨병 환자가 착용함으로써 눈물 성분에서 혈당의 변화를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 이와 같은 스마트 콘택트렌즈가 제 기능을 발휘하기 위해서는 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스 농도를 빠르고 정확하며 변별력 있게 측정하는 기술과, 눈물을 안정적으로 공급하는 기술이 필수적이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 유연한 플랫폼에서 측정이 가능 하도록 새롭게 구성된 센서를 개발했을 뿐만 아니라, 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 모듈 및 눈물을 안정적으로 공급해줄 수 있는 미소유체 제어 시스템의 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 이유로, 구글의 의료용 스마트 콘택트렌즈보다 한 단계 더 진화된 기술로 평가 되고 있다. KIST 송용원 박사는 "안과, 내분비내과 전문가들과 지속적인 연계 연구를 통하여, 눈에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 당뇨 환자들에게 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는데 주력해 왔다"며, “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라고 강조 했다. 또한 “개발 된 콘택트렌즈는 다양한 바이오 대상체의 검출을 위한 플랫폼으로 진화할 예정이며, 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술 연계 등으로 응용 분야를 확장 할 계획”이라고 밝혔다. 공동 연구자인 강동경희대학교병원의 강자헌 교수는, “눈물은 매일 일정량이 지속적으로 생성되기 때문에 눈물을 통한 당뇨 여부 판단은 그 어떤 방법보다 간편하고, 정확한 방법이 될 것”이라며, “각 분야 전문가들이 머리를 맞대고 연구한 만큼 성과도 만족스럽다”고 전했다. KIST의 미래융합기술연구본부를 기반으로 하는 해당 연구팀은, 센서, 재료, 시스템 등 다양한 분야의 전문가들이 참여한 BT/NT/ET/IT 융합 연구팀으로 2011년부터 스마트 콘택트렌즈 개발을 위한 기술을 연구해오고 있으며, 조만간 상용화 가능한 기술을 완성할 것으로 전망 했다. 연구팀은 현재 센서 시스템 및 미소유체 제어 기술과 별개로 스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 통신 장치, 에너지 저장 장치 및 에너지 생성 장치에 대한 기술도 함께 개발하고 있고, 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려지고 있으며, 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다. ○ 연구진 Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST Dr. 최지원, 책임연구원, 전자재료연구센터, KIST Dr. 김진석, 책임연구원, 바이오닉스연구단, KIST Dr, 이현정, 선임연구원, 스핀융합연구센터, KIST Dr. 이지연, 선임연구원, 화학키노믹스연구센터, KIST Prof. 강자헌, 안과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 정인경, 내과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 김병섭, 전기전자공학과, 포항공과대학교 ○ 그림자료 <그림1> 개발된 콘택트렌즈형 지속/자가 구동 당뇨센서 개념도 ○ 특허정보 [KIST K06845] ‘비침습형 건강지표 모니터링 시스템 및 이용 방법’, 국내 특허 출원 번호 10-2014-0006857 (2014년 1월 20일).

콘택트렌즈형 지속/자가 구동 헬스 모니터링 플랫폼 기술 개발 국내 연구진이 콘택트렌즈에 삽입되어 눈물을 안정적으로 수집, 분석함으로써 당뇨 여부 및 진행정도를 판단할 수 있는 센서를 개발, 앞으로 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨를 지속적으로 모니터링하여 보다 간편하고 정확한 진단 및 관리가 가능 할 것으로 전망된다. 대표적인 IT기업인 구글은 올 1월에 무선 칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트 콘택트렌즈를 개발하고 있다고 발표했다. 구글은 소프트 콘택트렌즈용 소재로 제작된 두 장의 막 사이에 미세한 크기의 무선 칩과 혈당치 측정 센서, 안테나 및 LED 라이트를 장착한 스마트 콘택트렌즈 프로토 타입을 함께 공개했는데, 이 렌즈를 당뇨병 환자가 착용함으로써 눈물 성분에서 혈당의 변화를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 이와 같은 스마트 콘택트렌즈가 제 기능을 발휘하기 위해서는 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스 농도를 빠르고 정확하며 변별력 있게 측정하는 기술과, 눈물을 안정적으로 공급하는 기술이 필수적이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 유연한 플랫폼에서 측정이 가능 하도록 새롭게 구성된 센서를 개발했을 뿐만 아니라, 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 모듈 및 눈물을 안정적으로 공급해줄 수 있는 미소유체 제어 시스템의 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 이유로, 구글의 의료용 스마트 콘택트렌즈보다 한 단계 더 진화된 기술로 평가 되고 있다. KIST 송용원 박사는 "안과, 내분비내과 전문가들과 지속적인 연계 연구를 통하여, 눈에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 당뇨 환자들에게 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는데 주력해 왔다"며, “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라고 강조 했다. 또한 “개발 된 콘택트렌즈는 다양한 바이오 대상체의 검출을 위한 플랫폼으로 진화할 예정이며, 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술 연계 등으로 응용 분야를 확장 할 계획”이라고 밝혔다. 공동 연구자인 강동경희대학교병원의 강자헌 교수는, “눈물은 매일 일정량이 지속적으로 생성되기 때문에 눈물을 통한 당뇨 여부 판단은 그 어떤 방법보다 간편하고, 정확한 방법이 될 것”이라며, “각 분야 전문가들이 머리를 맞대고 연구한 만큼 성과도 만족스럽다”고 전했다. KIST의 미래융합기술연구본부를 기반으로 하는 해당 연구팀은, 센서, 재료, 시스템 등 다양한 분야의 전문가들이 참여한 BT/NT/ET/IT 융합 연구팀으로 2011년부터 스마트 콘택트렌즈 개발을 위한 기술을 연구해오고 있으며, 조만간 상용화 가능한 기술을 완성할 것으로 전망 했다. 연구팀은 현재 센서 시스템 및 미소유체 제어 기술과 별개로 스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 통신 장치, 에너지 저장 장치 및 에너지 생성 장치에 대한 기술도 함께 개발하고 있고, 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려지고 있으며, 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다. ○ 연구진 Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST Dr. 최지원, 책임연구원, 전자재료연구센터, KIST Dr. 김진석, 책임연구원, 바이오닉스연구단, KIST Dr, 이현정, 선임연구원, 스핀융합연구센터, KIST Dr. 이지연, 선임연구원, 화학키노믹스연구센터, KIST Prof. 강자헌, 안과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 정인경, 내과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 김병섭, 전기전자공학과, 포항공과대학교 ○ 그림자료 <그림1> 개발된 콘택트렌즈형 지속/자가 구동 당뇨센서 개념도 ○ 특허정보 [KIST K06845] ‘비침습형 건강지표 모니터링 시스템 및 이용 방법’, 국내 특허 출원 번호 10-2014-0006857 (2014년 1월 20일).

콘택트렌즈형 지속/자가 구동 헬스 모니터링 플랫폼 기술 개발 국내 연구진이 콘택트렌즈에 삽입되어 눈물을 안정적으로 수집, 분석함으로써 당뇨 여부 및 진행정도를 판단할 수 있는 센서를 개발, 앞으로 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 당뇨를 지속적으로 모니터링하여 보다 간편하고 정확한 진단 및 관리가 가능 할 것으로 전망된다. 대표적인 IT기업인 구글은 올 1월에 무선 칩과 센서를 탑재한 의료용 스마트 콘택트렌즈를 개발하고 있다고 발표했다. 구글은 소프트 콘택트렌즈용 소재로 제작된 두 장의 막 사이에 미세한 크기의 무선 칩과 혈당치 측정 센서, 안테나 및 LED 라이트를 장착한 스마트 콘택트렌즈 프로토 타입을 함께 공개했는데, 이 렌즈를 당뇨병 환자가 착용함으로써 눈물 성분에서 혈당의 변화를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 이와 같은 스마트 콘택트렌즈가 제 기능을 발휘하기 위해서는 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스 농도를 빠르고 정확하며 변별력 있게 측정하는 기술과, 눈물을 안정적으로 공급하는 기술이 필수적이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 송용원 박사 연구팀은 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 유연한 플랫폼에서 측정이 가능 하도록 새롭게 구성된 센서를 개발했을 뿐만 아니라, 이 센서에 대한 초저전력 구동이 가능한 미세 모듈 및 눈물을 안정적으로 공급해줄 수 있는 미소유체 제어 시스템의 개발에 성공했다고 밝혔다. 이러한 이유로, 구글의 의료용 스마트 콘택트렌즈보다 한 단계 더 진화된 기술로 평가 되고 있다. KIST 송용원 박사는 "안과, 내분비내과 전문가들과 지속적인 연계 연구를 통하여, 눈에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 실질적으로 당뇨 환자들에게 도움이 될 수 있는 기술을 개발하는데 주력해 왔다"며, “실험을 위해 제조된 글루코스 용액이 아닌, 실제 눈물 속에 포함된 미량의 글루코스를 다른 성분과 차별화하여 지속적으로 검출해 내는 것이 관건”이라고 강조 했다. 또한 “개발 된 콘택트렌즈는 다양한 바이오 대상체의 검출을 위한 플랫폼으로 진화할 예정이며, 합병증 진단, 신약개발, 정보통신 기술 연계 등으로 응용 분야를 확장 할 계획”이라고 밝혔다. 공동 연구자인 강동경희대학교병원의 강자헌 교수는, “눈물은 매일 일정량이 지속적으로 생성되기 때문에 눈물을 통한 당뇨 여부 판단은 그 어떤 방법보다 간편하고, 정확한 방법이 될 것”이라며, “각 분야 전문가들이 머리를 맞대고 연구한 만큼 성과도 만족스럽다”고 전했다. KIST의 미래융합기술연구본부를 기반으로 하는 해당 연구팀은, 센서, 재료, 시스템 등 다양한 분야의 전문가들이 참여한 BT/NT/ET/IT 융합 연구팀으로 2011년부터 스마트 콘택트렌즈 개발을 위한 기술을 연구해오고 있으며, 조만간 상용화 가능한 기술을 완성할 것으로 전망 했다. 연구팀은 현재 센서 시스템 및 미소유체 제어 기술과 별개로 스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 통신 장치, 에너지 저장 장치 및 에너지 생성 장치에 대한 기술도 함께 개발하고 있고, 일정 부분 기술적 성과를 거둔 것으로 알려지고 있으며, 최근 한국 지식재산전략원과 함께 이 분야에 대한 IP전략을 점검하기도 했다. ○ 연구진 Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST Dr. 최지원, 책임연구원, 전자재료연구센터, KIST Dr. 김진석, 책임연구원, 바이오닉스연구단, KIST Dr, 이현정, 선임연구원, 스핀융합연구센터, KIST Dr. 이지연, 선임연구원, 화학키노믹스연구센터, KIST Prof. 강자헌, 안과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 정인경, 내과교수, 강동경희대학교병원 Prof. 김병섭, 전기전자공학과, 포항공과대학교 ○ 그림자료 <그림1> 개발된 콘택트렌즈형 지속/자가 구동 당뇨센서 개념도 ○ 특허정보 [KIST K06845] ‘비침습형 건강지표 모니터링 시스템 및 이용 방법’, 국내 특허 출원 번호 10-2014-0006857 (2014년 1월 20일).