KIST·고려대 연구팀, 생체 친화적 초음파 수신기 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 생체 친화적 초음파 수신기를 선보였다.

한국과학기술연구원(KIST)은 허성훈 전자융합소재연구센터 박사 연구팀과 송현철 고려대 교수 연구팀이 구부러져도 성능이 유지되는 생체 친화적 초음파 수신기를 개발했다고 20일 밝혔다.

연구진이 무선 전력 전송을 통해 KIST 로고가 새겨진 LED를 밝히고 있다.(사진=KIST)

개발된 수신기는 기존 무선 전력 전송 방식이 가진 한계를 극복하고, 생체 적합성을 높여 차세대 웨어러블이나 이식형 전자기기에 적용할 수 있을 것으로 보인다. 특히 초음파를 수신해 배터리 무선 충전을 실증함으로써 기술 실용화를 위한 발판을 마련했다.

연구팀은 고효율 압전 소재와 구조 설계를 통해 기존 초음파 수신기 대비 전력 변환 효율을 높였다. 신축성과 생체 적합성을 갖춘 초음파 수신기를 설계해 인체 곡면에 밀착하면서도 안정적인 전력 변환을 통해 수중 3cm 거리에서 20메가와트(mW)의 전력을, 피부로부터 3cm 깊이에서는 7mW 수준의 전력을 전송했다. 저전력 웨어러블 기기나 이식형 의료기기 구동이 가능한 전력량 수준이다.

연구팀은 초음파 기반 무선 충전 기술이 수중 전자기기와 이식형 의료 전자기기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대했다. 또 이식형 심박 조율기, 신경 자극기, 웨어러블 센서와 같은 저전력 의료기기에 안전하고 지속적인 전력을 공급할 수 있는 새로운 패러다임을 제시할 수 있다고 자신했다.

허성훈 KIST 박사는 “이번 연구를 통해 초음파를 활용한 무선 전력 전송 기술이 적용될 수 있음을 입증했다”며 “앞으로 소형화와 상용화를 위한 추가 연구를 통해 기술 실용화를 앞당기겠다”고 말했다.

연구 결과는 소재 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 최신호에 게재됐다.