초정밀 인쇄로 콘택트렌즈에 무선충전회로 그려
- 스마트폰처럼 무선충전되는 방식의 스마트 콘택트렌즈 제안-
□ 드라마‘알함브라 궁전의 추억’에서처럼, 눈에 착용해 증강현실(AR)을 구현하는 스마트 콘택트렌즈에 전력을 무선으로 공급할 수 있는 무선충전 전원 제작기술이 개발됐다.
○ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 박장웅 교수(연세대학교) 및 이상영 교수(UNIST), 배병수 교수(KAIST) 공동 연구팀이 무선충전용 전자 회로와 급속 충·방전이 가능한 전원(슈퍼커패시터)을 소프트콘택트 렌즈 내에 제작했다고 밝혔다.
□ 눈에 착용하는 소프트 콘택트렌즈에 전자장치를 결합한 플랫폼인 스마트 콘택트렌즈는 눈물 속의 바이오마커를 모니터링하거나 증강현실을 구현하는 등 다양하게 활용될 수 있어 주목받는다.
○ 특히 웨어러블 기기인 만큼 지속적인 사용을 위해 전력공급을 확보하는 것이 중요하지만 주로 유선충전 또는 무선전원을 전달하는 방식으로 접근, 시간적·공간적 제약이 불가피했다.
□ 이에 연구팀은 실제 널리 쓰이는 소프트 콘택트렌즈 물질을 기판으로 렌즈 크기에 맞게 무선충전에 필요한 전자소자(슈퍼커패시터, LED 등)들을 초정밀 인쇄공정을 통해 그려 넣었다.
○ 시야를 가리지 않으면서, 착용자의 활동을 방해하지 않는 무선전원의 가능성을 보여준 것이다.
□ 특히 착용감을 위해 유연하면서 투명한 구조로 설계했다. 정류회로, LED, 슈퍼커패시터 등을 집적시키면서도 렌즈의 구부러짐에 의해 소자가 부서지는 것을 막을 수 있는 구조를 고안한 데 따른 것이다.
□ 무선충전 회로는 콘택트렌즈 상에 제작될 정도로 초소형이지만 LED 디스플레이를 구동시켜 빛을 밝히기에 충분했다. 또 충전용 단자부(port)가 노출되지 않도록 하여 착용시 감전의 위험을 없앴다는 설명이다.
□ 나아가 실제 사람이 착용한 상태에서 무선충전이 되고 스마트 콘택트렌즈 내 LED 디스플레이를 작동할 수 있도록 전력을 공급하는 것을 확인하였다.
○ 또한 렌즈 작동과정에서 열이 발생하지 않았으며, 렌즈 모양이 달라지거나 눈물이 닿거나 보관액에 담겨있을 때도 기능이 유지되었다.
□ 신축성 있는 실제 소프트 콘택트렌즈 소재에 무선충전 전원을 초소형으로 구현할 수 있는 인쇄 기술을 개발한 것으로 다양한 웨어러블 기기의 무선전원 공급에 실마리가 될 것으로 기대된다.
○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터 사업(웨어러블플랫폼소재기술센터), 중견연구자지원사업, 바이오·의료 기술개발사업, 나노소재기술개발사업 둥의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈(Science Advances)’에 12월 8일 게재됐다.
