'스마트 콘텍트렌즈' 스트레스 실시간 측정한다

이번 연구로 개발된 스마트 콘텍트렌즈는 실제 소프트 콘택트렌즈 제작에 사용되는 물질로 제작됐다. 이물감이 적으며 안전하다. 스마트 렌즈를 착용한 후 스마트폰을 눈 주위로 가져가 태그하면 정확한 스트레스 호르몬 수치를 실시간으로 확인할 수 있다.

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 일상 생활에서 스트레스 호르몬을 측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다.

박장웅 기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 연구위원(연세대 신소재공학과 교수) 연구팀은 명지대 연구팀과 공동 연구를 통해 눈물 속 스트레스 호르몬인 코티졸 수치를 실시간 측정할 수 있는 기기를 개발했다고 9일 밝혔다.

스트레스 실시간 측정하는 스마트 콘텍트렌즈

이번 연구에서 개발한 스마트 콘택트렌즈는 소프트 렌즈에 코티졸 센서, 전극, 안테나 등을 내장한 구조로 설계했다. 내장된 NFC 칩은 스트레스 호르몬 센서의 전기적 신호를 처리하여 안테나를 통해 스마트폰으로 전송한다.

이 렌즈는 소프트 렌즈에 코티졸 센서, 전극, 안테나 등을 내장한 구조로 설계됐다. 내장된 NFC칩은 스트레스 호르몬 센서의 전기적 신호를 처리해 안테나를 통해 스마트폰으로 전송한다. 이 렌즈를 착용한 후 스마트폰을 눈 주위로 가져가 태그하면 정확한 스트레스 호르몬 수치를 측정할 수 있다.

연구팀은 이 렌즈를 개발하기 위해 2차원 구조체인 그래핀에 스트레스 호르몬 '코티졸'의 단일항체를 결합해 눈물 속 코티졸 농도 범위까지 미세하게 측정할 수 있는 센서를 구현했다. 눈물 속 코티졸 농도에 따른 그래핀의 저항 변화를 통해 농도를 측정한다.

또한 은 나노섬유와 은 나노와이어를 혼합하여 신축성과 투명성을 겸비한 무선통신용 안테나를 제작했다. 센서, 안테나, NFC칩 등 각 장치를 3D 인쇄 공정을 통해 신축성 배선으로 연결해 소프트렌즈에 내장했다. NFC칩은 센서에 연결돼 항원-항체반응에 따른 코티졸 농도 수치를 스마트폰으로 무선 전송한다.

일상 속 스트레스 관리 가능

박장웅 IBS 나노의학 연구단 연구위원

연구팀은 착용 실험을 통해 성능과 안전성도 입증했다. 실험 결과 착용 상태에서도 렌즈가 정상 작동하고 렌즈에서 발생하는 열과 전자기파가 인체에 무해한 수준임을 확인했다. 제작한 렌즈는 보관액에 담긴 후에도 형태와 기능이 그대로 유지됐다.

박장웅 연구위원은 "스트레스 수치를 실시간으로 정확히 측정해 일상 속 스트레스 관리를 돕는 스마트 콘택트렌즈를 개발해, 모바일 헬스케어 산업 뿐 아니라 의료분야까지 다양하게 활용될 것으로 기대한다"고 전했다. 이번 연구결과는 국제 학술지인 사이언스 어드밴시스에 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr