[스크랩] 몸에 넣는 전자소자 기술 확보..바이오센서 개발 탄력

 

[머니투데이 류준영 기자] [GIST 신소재공학부 윤명한 교수 연구팀 주도]

체내에 삽입할 수 있는 전자소자 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 윤명한 교수(교신저자)와 박성준 연구원(박사과정, 제1저자)은 체액과 동일한 전해질을 이용해 인체에 삽입하는 초저전압 전자소자를 개발했다고 18일 밝혔다. 이는 바이오센서나 다양한 수질(水質) 센서 개발에 기여할 것으로 보인다.

질병을 진단하고 치료하기 위해 체내에 전자소자를 삽입하는 기술이 최근 각광을 받고 있다.

↑ 실험에서 사용된 실제 소자의 측정 모습 (PBS수용액 &#8211; 인산염이온 수용액).<br><br>(a) 수용액 내 전기장을 가할 수 있는 게이트 전극(Au) tip을 삽입 (b), (c) 사진 속 하부의 전극 양단 (source/drain 전극)에 금속 재질의 측정 tip을 접착시켜서 반도체에 흐르는 전류 값을 측정 (d) 제작 된 소자 위 수용액이 흘러내려가지 않도록, 도넛 모양의 투명한 고무링을 벽으로 삼아, 인산염 수용액을 도포한 모습/사진=GIST

하지만 전자소자가 다량의 이온을 포함한 수용액상 전해질과 만나면 쉽게 분해된다는 게 단점이 있었다. 또 이 과정에서 물의 전기분해가 일어나 체내에 독성도 유발했다.

이에 연구진은 수용액-반도체 계면에 0.1나노미터(nm) 두께의 초미세 전기이중층 유전막을 형성하며, 수용액상에서 녹지 않고 구동시 분해되지 않는 단위소자를 개발했다.

이는 나트륨과 칼륨, 염소, 인산염 이온이 존재하는 수용액에서도 장시간 소자 성능이 유지됐다.

특히 이 전자소자는 수용성 전해질 기반 소자 중 세계 최고 수준의 전류 점멸비를 가진다.

전하 이동도 값을 초-전압의 구동 범위 내에서도 구현했다.

이처럼 매우 낮은 극소 전압에서도 고품위의 전자소자의 성능을 갖고 있기 때문에 인체 내부에 삽입하더라도 유해성이 낮다.

↑ (왼쪽부터)광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 윤명한 교수(교신저자)와 박성준 연구원(박사과정, 제1저자)

또 인체에서 흘러나오는 미약한 신호를 낮은 전력에서도 쉽게 감지할 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다.

윤 교수는 "이번 연구는 수용액 전해질에서 안정적으로 구동이 되는 고성능 산화물 반도체를 개발했다"며 "고비용 초박막 실리콘에 집중된 전자소자 트렌드에서 벗어나 미래 전자소자 기술의 저변을 확장하는데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트' 14일자 온라인판에 게재됐다.

류준영 기자 joon@

출처; http://media.daum.net/digital/others/newsview?newsid=20150818114709885

출처 : 빛과 흑암의 역사 (성경연구, 프리메이슨, 일루미나티)

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