심전도 검사는 젤과 화학 접착제를 사용한 패치가 일반적이지만, 차가운 촉감과 피부 자극, 움직임에 따른 신호 왜곡이 한계로 지적돼 왔다. 이러한 문제를 구조 설계로 해결한 젤·접착제 없는 심전도 패치가 제시됐다.

UNIST 기계공학과 정훈의 교수팀은 액체금속과 고무 실리콘의 미세 구조를 활용한 고성능 심전도 패치를 개발했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 1월 5일 게재됐다.

패치는 폭 20마이크로미터(㎛)의 액체금속 관을 달팽이 껍질처럼 말아 배치한 구조다. 피부와 맞닿는 관 하부를 개방해 심장 박동 신호가 전극으로 직접 전달되도록 했으며, 젤 없이도 신호 포착이 가능하다. 액체금속 누설 문제는 관 하단에 안쪽으로 말린 수평 돌기 구조를 적용해 해결했다.

부착력은 패치 표면에 분포한 지름 28㎛, 높이 20㎛의 미세 돌기에서 나온다. 갓 가장자리 형태의 돌기가 피부 미세 굴곡에 밀착돼 접촉 면적을 넓히고, 접착제 없이도 안정적인 부착을 유지한다. 이 구조로 100g 중량을 견딜 수 있는 접착력을 확보했다.

성능 평가 결과 전극 저항은 상용 패치 대비 5배 이상 낮았고, 걷기나 달리기 등 격렬한 활동 중에도 심전도 신호 정확도가 약 2배 높게 유지됐다. 젤이 마르면서 신호 품질이 저하되는 기존 패치와 달리, 반복 사용 환경에서도 안정적인 측정이 가능했다. 재사용 횟수는 500회 이상이다.

연구팀은 해당 기술을 공동 창업 기업인 ㈜앤빅스랩에 이전해 상용화를 추진하고 있다. 이 기업은 중소벤처기업부 팁스(TIPS) 과제에 선정됐으며, 초기 투자 유치도 진행했다. 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.