호흡할 때 발생하는 이산화탄소 농도를 측정해 수면 건강을 진단할 수 있는 경량 장비를 국내 연구진이 개발했다.


한국과학기술원(KAIST)이 전기·전자공학부 유승협 교수 연구팀이 발광다이오드(LED)를 유연한 박막형 유기 포토다이오드(빛을 모으는 장치)로 감싼 저전력 이산화탄소 센서를 개발했다고 10일 전했다.

이 기기는 광 효율이 높아 염료 분자에 쪼이는 광량을 최소화해 사용할 수 있다. 무게 0.12ｇ, 두께는 0.7㎜ 수준으로 가볍고 얇아 마스크 안에 부착해 이산화탄소 농도를 측정할 수 있으며, 최대 9시간까지 연속으로 사용할 수 있다.

기존에는 이산화탄소 농도에 따라 형광의 세기가 변화하는 광화학적 이산화탄소 센서는 소형화가 가능하다는 장점이 있지만, 염료 분자의 광 열화 현상으로 인해 장시간 안정적으로 사용하기 어려웠다.

연구팀은 또 형광 분자의 광 열화 경로를 규명해 광화학적 센서에서 사용 시간에 따라 오차가 증가하는 원인을 밝히고, 오차를 줄이기 위한 광학적 설계 방법을 제시했다.

특히 실시간으로 들숨과 날숨을 구별해 호흡수까지 모니터링 가능하다고 연구팀은 설명했다.

유승협 교수는 "개발한 센서는 저전력, 고안정성, 유연성 등 우수한 특성을 갖고 있어 웨어러블 기기에 폭넓게 적용할 수 있다"며 "만성 폐쇄성 폐 질환, 수면 무호흡증 등 다양한 질병의 조기 진단에 사용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '디바이스' (Device) 지난달 22일 자 온라인판에 실렸다.


김경림 키즈맘 기자 limkim@kizmom.com