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POSTECH 조길원 교수팀, 선인장 가시 모사해 땀 포집 패치 개발

박영재 기자 | 기사입력 2021/10/07 [14:46]
종합뉴스
교육
POSTECH 조길원 교수팀, 선인장 가시 모사해 땀 포집 패치 개발
기사입력: 2021/10/07 [14:46] ⓒ 브레이크뉴스 대구경북
박영재 기자
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 POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)은 최근 화학공학과 조길원 교수와 박사과정 손종현 씨 연구팀은 선인장 가시의 원리를 모방해 빠르게 땀을 모으는 피부부착형 패치를 개발했다고 7일 밝혔다.

 

▲ POSTECH 조길원 교수 연구 관련 그림  © 포스텍


건조한 환경에서 자라나는 선인장은 생존을 위해 가시에 맺힌 물방울을 가시 끝에서 몸통 쪽으로 이동시킨다. 이때 미세 물방울은 물방울의 휘어진 곡면 안쪽과 바깥쪽에 작용하는 압력의 차이로 인해 이동하게 되는데, 이를 라플라스 압력이라고 부른다.

 

조길원 교수 연구팀이 개발한 패치에는 선인장 가시가 물을 끌어들이는 원리가 적용됐다. 연구팀은 초발수·초친수로 표면에너지가 쐐기 형태로 패턴된 표면 구조와 마이크로유체 관의 높이 등을 최적화해 라플라스 압력 차이를 극대화했다.

 

연구 결과, 개발된 패치를 사용하면 미세 물방울이 마이크로유체 관의 기울기와 관계없이 자동으로 빠르게 이동했다. 또한 패치를 웨어러블 땀 센서에 적용할 경우, 일반 마이크로유체 관을 이용할 경우보다 훨씬 빠르게 측정할 수 있을 뿐 아니라 지속적인 혈당 모니터링이 가능했다.

 

POSTECH 화학공학과 조길원 교수는 "이 패치는 그간 포집에 어려움을 겪어 웨어러블 기기에 활용하지 못했던 땀을 빠르게 채취할 수 있는 기술"이라며 "땀을 활용해 혈당관리를 포함해 다양한 웨어러블 헬스케어 기술에 활용할 수 있을 것"이라고 기대감을 밝혔다.

 

한편, 세계적으로 권위 있는 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’ 표지논문에 최근 선정된 이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단’과 한국연구재단의 중견연구과제 지원으로 수행됐다.

  

<아래는 구글번역기로 번역한 기사 전문이다.>

 <The following is the full text of the article translated by Google Translate.>

 

POSTECH Professor Gil-Won Cho's team develops a sweat-collecting patch by mimicking cactus thorns


 POSTECH (Pohang University of Science and Technology, President Kim Moo-hwan) announced on the 7th that Professor Gil-won Cho of the Department of Chemical Engineering and his research team led by Ph.D. student Jong-hyeon Son developed a skin-attachable patch that quickly collects sweat by mimicking the principle of cactus thorns.

 

Cactus growing in a dry environment moves water droplets on the thorns from the tip of the thorn to the body in order to survive. At this time, the fine water droplets move due to the difference in pressure acting on the inside and outside of the curved surface of the water droplet, which is called Laplace pressure.

 

The patch developed by Professor Gil-won Cho's research team applied the principle that cactus thorns attract water. The research team maximized the difference in Laplace pressure by optimizing the surface structure with a wedge-shaped surface energy pattern and the height of the microfluidic tube with superhydrophobic and superhydrophilic water.

 

As a result of the study, using the developed patch, the microdroplets moved automatically and rapidly regardless of the inclination of the microfluidic tube. In addition, when the patch was applied to the wearable sweat sensor, it was possible not only to measure much faster than when using a general microfluidic tube, but also to continuously monitor blood sugar.

 

Professor Gilwon Cho of the Department of Chemical Engineering at POSTECH said, "This patch is a technology that can quickly collect sweat, which has not been used in wearable devices due to difficulties in collecting it. There will be,” he said.

 

Meanwhile, this research, which was recently selected for the cover paper of 'Advanced Materials', a world-renowned academic journal, was supported by the 'Nano-based Soft Electronics Research Center' of the Ministry of Science and ICT's Global Frontier Project and the mid-level research project of the National Research Foundation of Korea. carried out

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