태양으로부터 발산되는 자외선인 UV-A는 피부에 유해한 영향을 주는 파장대역이다. 이 빛에 장기간 노출될 경우 주름이나 기미, 검버섯 등의 피부 노화가 일어난다.

이러한 UV-A를 실시간으로 측정하고, 사용자가 유해한 파장에 노출되지 않도록 하는 차세대 헬스케어 디바이스를 전북대학교 이한얼 교수팀(신소재 공학부, 사진)이 개발해 주목을 받고 있다.

26일 이한얼 교수팀에 따르면 Ⅲ-N 화합물 반도체(InGaN) 기반 ‘땀 투과성 웨어러블 UV-A 광 센서’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구는 WILEY에서 발간하는 국제 저명 학술지인 ‘Advanced Optical Materials’에 게재됐다.

개발된 ‘웨어러블 UV-A 광 센서’는 피부에 부착함으로써 UV-A를 실시간으로 측정하고, 사용자가 유해한 파장에 노출되지 않도록 하는 차세대 헬스케어 디바이스다.

이 광 센서는 ‘Ⅲ-N 화합물 반도체 기반 에피택시 박막’이 핵심이다. 이 물질은 기존의 반도체에 비해 전자 이동 속도가 빠르고 전력 소모량이 낮은 장점이 있으며, 최근 웨어러블 디바이스 및 트랜지스터 등의 다양한 반도체 기기에 활용되고 있다. 이에 연구진은 Ⅲ-N 화합물 반도체 에피택시 박막의 성장 온도를 조절해 반도체의 밴드 갭을 조절하는 것이 중요하다는 것을 설명했다.

특히 이 UV-A 광 센서는 다공성 구조의 PDMS 패치를 통합, 일반적 웨어러블 패치와 달리 땀 등 피부 부산물을 효과적으로 배출해 장기간 사용이 가능하다는 점을 우수 요인으로 손꼽을 수 있다. 이를 통해 패치가 피부에서 떨어지거나, 소자의 특성 저하를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이를 위해 연구팀은 개발된 디바이스를 피부에 부착해 일주일 동안 일정한 감지능력을 증명했다.

이한얼 교수는 “Ⅲ-N 화합물 반도체 기반 전자소자와 다공성 구조의 웨어러블 패치관련 연구 성과들을 기반으로 장기간 사용 가능한 고성능의 헬스케어 디바이스를 개발할 계획”이라며 후속 연구 계획을 밝혔다.

/장은성 기자