기사 메일전송
초음파 구동 마찰전기 기반 체내 충전기술 개발
  • 윤지희 기자
  • 등록 2019-08-08 10:50:51

기사수정
  • 주기적인 배터리 교체시술이 필요 없는 체내 삽입용 의료기기 구현 기대

배터리 교체를 위한 주기적 시술 없이 체내에서 생성된 마찰전기로 생체 삽입형 의료기기를 상시 충전하는 새로운 방식의 에너지 수확 기술이 개발됐다.


과학기술정보통신부 중견연구자지원사업 등의 지원으로 김상우 교수 연구팀에 의해 수행된 본 연구 성과는 국제학술지 '사이언스' 2일자에 게재됐다.



피부를 통해 인가된 초음파에 의한 마찰전기 발전소자 모식도(실제 소자 사진) 및 초음파에 의한 이론적 진동 발생 수준 계산 (자료 = 과학기술정보통신부 제공)심장박동기, 인슐린펌프 등 체내 삽입형 의료기기의 전원공급을 위해 상당한 출력의 외부전력을 무선으로 체내로 전송하기 위해서는 생체 영향력 부분을 고려해야 했다.


이에 심장박동이나 혈류, 근육운동 등 생체 내 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하려는 에너지 수확 연구가 지속되었으나 체내에서 발생하는 기계적 에너지가 작아 충분한 발전효과를 내기 어려웠다. 연구진은 실제 검진 및 치료 등에 사용되는 인체에 무해한 초음파에서 힌트를 찾아냈다.

특히 외부의 초음파가 체내에 삽입된 특정 소재의 변형을 가져오고 변형에 따른 진동으로 유도되는 마찰전기를 이용해 높은 수준의 전기에너지를 발생시킬 수 있음을 입증했다. 쥐 또는 돼지의 심장박동을 전기에너지로 변환하고자 마찰전기를 이용한 경우가 있었지만 발생 전력량이 미미하여 실제 전력원으로 사용하기는 어려운 상황이었다.

이번 연구에서는 생체를 투과할 수 있는 초음파를 외부 기계적 에너지원으로 이용해 출력 전류를 천 배 이상 끌어 올렸다.

실제 연구진은 쥐와 돼지 피부에 마찰전기 발생소자를 삽입하고 외부에서 초음파로 마찰전기를 유도함으로써 실제 생체 환경에서 에너지 수확을 통한 발전이 가능함을 입증했다. 돼지 지방층 1cm 깊이에 삽입된 발전소자로부터 심장박동기나 신경자극기를 구동할 수 있는 수준의 출력을 얻어 낸 것. 나아가 개발된 마찰전기 발전소자로 최적의 조건에서 박막형 리튬이온 배터리와 상업용 축전기를 완충하는데 성공했다.

김상우 교수는 “피부층을 통과한 초음파에 의한 마찰전기를 이용한 새로운 방식의 체내 에너지 수확 개념을 제시한 것”이라며, “인체 삽입형 의료 시스템 산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다”고 의의를 밝혔다.

0
  • 목록 바로가기
  • 인쇄


포토뉴스더보기
이전 기사 보기 다음 기사 보기
유니세프
하단배너_06 코리아넷
많이 본 뉴스더보기
  1. 인천시, 인현동 참사 27년 만에 첫 직접 주관 해상추모제 거행 인천광역시가 인현동 화재참사 27주기를 맞아 팔미도 인근 해상에서 시 주관으로 첫 공식 추모제를 거행하며 희생자들의 넋을 기렸다. 박찬대 인천광역시장이 30일 팔미도 인근 해상에서 열린 `인현동 화재참사 27주기 해상추모제`에서 헌화를 하고 있다. 30일 오전 10시 30분, 인천시는 1999년 참사 당시 희생자들의 유골이 뿌려졌던 팔미도 ...
  2. 한국거래소, 유가증권시장 매도사이드카 발동 한국거래소 유가증권시장본부는 30일 오전 10시 4분을 기해 유가증권시장에 매도사이드카를 발동했다. 한국거래소 유가증권시장본부는 30일 오전 10시 4분을 기해 유가증권시장에 매도사이드카를 발동했다.이번 조치는 코스피200을 기초자산으로 하는 미니 코스피200 선물의 가격이 기준가 대비 5% 이상 하락한 상태가 1분간 지속됨에 따라 ...
  3. 삼성, 샘 올트먼과 ‘AI 혁신’ 간담회 개최 31일 경기도 용인 삼성인력개발원에서 삼성 사장단과 샘 올트먼(Sam Altman) OpenAI CEO가 간담회를 하고 있다삼성은 31일 경기도 용인 삼성인력개발원에서 삼성전자 등 주요 관계사 사장단을 대상으로 샘 올트먼(Sam Altman) OpenAI CEO 초청 간담회를 개최했다. 이날 간담회에는 전자·금융·바이오 등 삼성 관계사 사장단 50여 명이 참석했...
  4. 현대차그룹, 시흥서 ‘공동주택 주차로봇’ 실증 성과 공유 현대차그룹이 29일 경기도 시흥시 힐스테이트 더웨이브시티에서 공동주택 주차로봇 시연회를 열고 현대자동차·현대위아·현대건설 컨소시엄의 실증사업 성과를 공유했다. 현대차그룹, 시흥서 `공동주택 주차로봇` 실증 성과 공유이번 행사는 스마트도시 규제샌드박스를 통해 추진 중인 공동주택 주차로봇 실증사업의 진행 상...
  5. 보건복지부, `술은 관계와 관계없다` 연말연시 절주 공익광고 공개 보건복지부와 한국건강증진개발원이 11월 음주폐해예방의 달을 맞아 연말연시 절주와 금주 실천 의지를 높이기 위한 공익광고 `술은 관계와 관계없다` 2편을 공개했다. 술은 관계와 관계없다. 이번 캠페인은 `진정한 관계는 술이 아닌 만남과 소통으로 만들어진다`는 메시지를 담고 있다. 이 날 보건복지부는 술자리에서 거절이 어려운 ...
  6. 포티투닷, 차량용 음성 AI `글레오 AI` 첫 무선 업데이트 실시 포티투닷이 대규모 언어 모델(LLM) 기반 차량용 음성 AI 에이전트인 `글레오 AI`의 기능을 개선하는 첫 무선 소프트웨어 업데이트(OTA)를 30일 실시한다. 포티투닷, 차량용 음성 AI `글레오 AI` 첫 무선 업데이트 실시글레오 AI는 지난 5월 현대자동차 `더 뉴 그랜저`를 통해 처음 공개된 차량용 음성 AI 에이전트다. 이번 업데이트는 실제 사용자...
  7. 문화·산업 분야 어려운 법령, 한눈에 이해되는 시각 콘텐츠로 본다 법제처가 국민의 일상과 밀접한 복잡한 법령 내용을 그림과 도표로 알기 쉽게 풀이한 시각 콘텐츠 106개를 30일부터 국가법령정보센터에서 제공한다. 문화 · 산업 분야 어려운 법령, 한눈에 이해되는 시각 콘텐츠로 본다한눈에 이해되는 법령정보 제공 서비스는 법령 속 어려운 내용을 그림, 사진, 도표, 관계도 등으로 시각화해 국민의 ...
TOP TODAY더보기
    게시물이 없습니다.
모바일 버전 바로가기