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기존 바이오 업계에선 종이 색도 검사 방법(발색법)을 기반으로 하는 진단 키트를 사용하고 있다. 다만 이런 방법은 재사용이 불가능해 지속적인 모니터링이 필요한 바이오 헬스케어 분야에선 활용이 제한적이다.
연구팀은 재사용이 가능하고 지속적으로 모니터링할 수 있는 디지털 발색 검사 시스템을 개발했다. 타이타늄 산화물(TiO2) 기반의 색깔 입자를 합성, 아래에는 구리 전극, 위에는 투명전극(ITO)으로 시스템을 구성한 것이다. 여기에 전압을 가하면 타이타늄이 정렬되면서 색이 나타난다. 이러한 전자 발색 원리를 이용하면 호르몬 등을 측정하고 초기화할 수 있다.
연구팀은 디지털 발색 검사 시스템을 무선통신 기술과 결합, 피부에 부착해 건강 상태를 모니터링하는 시스템을 구현했다. 연구팀은 “기존 무선 시스템과 달리 사용자가 설정한 농도를 초과하면 색 변화를 통해 확인할 수 있고 정량 값을 휴대폰으로 실시간 전송해 연속적인 모니터링이 가능하다”고 설명했다.
특히 연구팀은 땀을 통해 젖산 농도를 모니터링할 수 있게 했다. 이어 성인 7명을 대상으로 검증한 결과 운동 시간·강도에 따른 근육 피로도를 추측하는 모니터링이 가능함을 확인했다.
이번 연구는 한국연구재단 지원을 받아 수행했다. 연구팀은 “이번에 개발한 웨어러블 센서는 저전력으로 구동하기에 오랜 시간 동안 다양한 바이오마커 측정이 가능하다”며 “아울러 바이오마커 농도가 일정 수준이 되면 디스플레이가 켜지고, 사용자가 휴대폰 등의 디바이스를 통해 정확한 데이터를 확인할 수 있다는 점에서 헬스케어 기기로의 활용 가능성이 매우 크다”고 했다.
