화학연구원, 1년 가량 지속 사용 가능한 혈당 센서 기술 개발

화학연구원-세명대학교 협업, 그래핀을 이불처럼 덮어

웨어러블 기기에 적용할 수 있는 혈당 측정센서 기반기술

[대전=뉴시스] 기존 기술은 촉매가 주변 환경에 노출돼 성능이 떨어지는 반면 이번에 화학연이 개발한 기술의 촉매 전극은 그래핀 층으로 보호돼 있어 성능이 오래 유지된다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 일회용이 아닌 3000회 가량 쓸 수 있는 혈당센서 기술이 개발됐다.   

한국화학연구원 이정오 박사팀은 세명대학교 장아랑 교수팀과 함께 3000번까지 센서 성능 유지돼 하루 3회 측정시 약 1년 동안 지속적으로 쓸 수 있는  혈당 센서 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

일반적으로 혈당 센서의 전기화학 반응에는 촉매가 필수적인데 촉매가 직접 체액에 닿기 때문에 체액으로 인한 손상이 일어나 센서의 지속성이 떨어진다.

연구팀은 촉매가 직접 체액에 닿지 않도록 촉매 위에 얇은 그래핀 단원자층을 덮어 촉매의 수명을 획기적으로 늘렸다.
 
그래핀으로 덮인 촉매는 여러번 사용해도 체액에 노출되지 않아 성능이 그대로 유지된다.

기존 촉매는 플라스틱 기판 위에 그래핀 전극을 깔고 그 위에 촉매 나노입자가 초코칩처럼 박힌 형태인 반면 이번에 개발된 기술은 반대로 플라스틱 기판 위에 촉매가 있고 그 위를 그래핀 전극이 이불처럼 덮은 형태로 제작됐다.
 
연구팀은 "원래 촉매가 바로 체액과 닿아야 전기화학적 반응이 일어나는데 그 사이를 그래핀으로 막았는데도 반응이 일어난다는 것을 확인했다. 실험에선 3000번 사용해도 성능이 안정적으로 유지됐다"고 설명했다.

이는 그래핀의 특징 때문으로, 그래핀은 빛과 양자 외에는 투과할 수 없어 체액이 촉매에 직접 닿는 것을 막아주면서도 고유의 전기적 특성을 갖고 있어 촉매가 전기화학적 반응을 일으킬 수 있도록 도와준다.

[대전=뉴시스] 체액 성분, 그래핀, 촉매층의 전기화학반응 모식도. 체액이나 촉매가 그래핀을 투과하지 못하지만 그래핀 고유의 전기적 특성 때문에 체액과 촉매, 그래핀의 전기화학적 반응(산화/환원)이 기존 센서처럼 발생해 센서가 작동된다.  *재판매 및 DB 금지

 
이번 연구결과는 국제학술지 'ACS Nano' 6월호에 게재됐다.(논문명:Electrochemical transparency of graphene). 연구팀은 한국, 중국, 미국 특허를 등록하고 웨어러블 혈당 센서 실용화를 위한 후속 연구를 수행하고 있다.

이정오 박사는 "이번 기술과 적절한 체액추출 기술의 결합을 통해 장기간 안정적으로 사용할 수 있는 웨어러블 혈당센서의 개발이 가능하다"며 "해당기술은 촉매의 안정성이 중요한 다양한 전기화학반응에 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]