김상섭 기자
인천대, 고려대, 연세대 연구팀과 초유연·고성능 PEDOT PSS 섬유 미세전극(PFME) 개발도.(사진= 인천대 제공)
[뉴스통신=김상섭 기자] 인천대, 고려대, 연세대 3개대학 연구팀이 차세대 뇌-컴퓨터 인터페이스의 길을 열었다.
7일 인천대학교(총장 이인재) 연구팀은 고려대학교, 연세대학교 연구팀과 함께, 초유연·고성능 PEDOT:PSS 섬유 미세전극(PFME)을 개발, 뉴런 신경신호 기록을 성공했다고 밝혔다.
특히, 파킨슨병이나 뇌전증 같은 난치성 신경질환을 진단하고 치료하기 위해서는 뇌와 외부 기기를 연결하는 ‘뇌 인터페이스’ 기술이 필수적이다.
그러나, 기존의 실리콘기반 전극은 딱딱한 특성 때문에 부드러운 뇌 조직에 상처를 입히고 염증을 일으켜 장기간 사용이 어렵다는 한계가 있었다.
이러한 문제해결을 위해 뇌 조직만큼 부드러우면서도 전기적 성능이 뛰어난 ‘올오가닉(All-organic) PEDOT:PSS 섬유 미세전극(PFME)’을 개발했다.
‘올오가닉(All-organic) PEDOT:PSS 섬유 미세전극(PFME)’ 개발에는 연세대학교 (이태윤, 유기준 교수) / 고려대학교 (조일주 교수) / 인천대학교 (조영욱 교수) 연구팀이 참여했다.
연구팀은 전도성 고분자인 PEDOT:PSS를 활용해 섬유형태의 전극을 제작했으며, 기계적 유연성과 전기적 성능이라는 두 마리 토끼를 모두 잡는데 성공했다.
연구팀이 고안한 ‘아스코르브산+아세톤 Wet spinning’ 공법은 열처리 없이도 섬유내부의 불필요한 성분을 선택적으로 제거하고 전도성 분자들을 정렬시킨다.
개발된 전극은 기존 섬유 전극들보다 수십 배 낮은 임피던스(전기 저항)와 높은 전하 저장 용량을 나타낸다.
그리고, 미세한 뇌 신호를 정밀하게 포착할 수 있고, 동시에 굽힘강도는 매우낮아 뇌의 미세한 움직임에 맞춰 유연하게 반응하며 조직 손상을 방지할 수 있었다.
연구는 연세대 전기전자공학과 이태윤교수연구팀(제1저자 원치형 박사), 유기준 교신저자(제1저자 조영욱 교수)와 고려대 의대 조일주교수(제1저자 권시연 학생)연구팀이 함께했다.
한편, 해당 연구 결과는 다학제 분야 국제권위 학술지인 Science Advances 에 게재됐다.
