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. 현대엔지니어링, 장애인 자립 돕는 ‘굿윌스토어 서부물류센터’ 개관 현대엔지니어링이 29일 밀알복지재단과 손잡고 장애인의 일자리 창출과 자립 기반 강화를 위한 ‘굿윌스토어 서부물류센터’를 개관했다. 현대엔지니어링, 장애인 자립 돕는 `굿윌스토어 서부물류센터` 개관이 날 경기도 고양시에서 열린 개관식에는 현대엔지니어링 송명숙 마케팅전략실장과 밀알복지재단 홍정길 이사장 등 주...
  2. 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 ...
  3. 삼성전자, `글로벌 100대 브랜드` 7년 연속 세계 5위 달성 삼성전자가 28일 인터브랜드가 발표한 `2026 글로벌 100대 브랜드`에서 7년 연속 세계 5위를 차지했다. 삼성전자, `글로벌 100대 브랜드` 7년 연속 세계 5위 달성이 날 발표에 따르면 삼성전자는 2020년부터 아시아 기업 중 유일하게 글로벌 5대 브랜드에 이름을 올리고 있다. 올해 브랜드 가치는 전년 대비 16% 상승한 1,052억 달러를 기록했다. ...
  4. 창경궁, 스마트폰으로 즐기는 실감형 해설 서비스 도입 문화재청(현 국가유산청) 창경궁관리소는 오는 30일부터 스마트폰을 활용해 창경궁 곳곳의 역사적 의미를 생생하게 체험할 수 있는 ‘창경궁 무장애 디지털 관람 서비스’를 시작한다. 창경궁 음성해설 접속 모습 이번 서비스는 신한은행과의 민관 협업을 통해 제작되었다. 관람객은 별도의 기기 대여 없이 본인의 스마트폰으로 ...
  5. 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 ...
  6. 2026년 2분기 생활인구 산정 결과 발표 행정안전부와 국가데이터처는 민관 데이터 가명결합을 기반으로 산정한 2026년 2분기 인구감소지역 생활인구 현황을 29일 발표했다. 행정안전부와 국가데이터처는 민관 데이터 가명결합을 기반으로 산정한 2026년 2분기 인구감소지역 생활인구 현황을 29일 발표했다.이 날 발표에 따르면 인구감소지역 89곳의 5월 생활인구는 약 3,285만 명으...
  7. 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...
TOP TODAY더보기
    게시물이 없습니다.
모바일 버전 바로가기