[뉴스웍스=문병도 기자] 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 4월 수상자로 성균관대학교 신소재공학부 김상우 교수를 선정했다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

김상우 교수는 인체에 무해한 초음파와 정전기를 이용하여 에너지 하베스팅 기술로 인체 삽입형 소자를 충전하는 기술을 개발함으로써 환자의 삶의 질 향상과 차세대 의료분야 발전에 기여한 공로가 높이 평가됐다.

첨단기술이 핵심경쟁력인 4차 산업혁명 시대에는 이를 뒷받침할 에너지원 확보가 주요 과제이다. 최근 일상에서 버려지는 작은 에너지를 수확해 생활에 응용하는 에너지 하베스팅 연구가 새로운 해결책으로 주목받고 있다. 

김상우 교수는 의료현장에서 안전하게 사용하는 초음파를 이용해 인체에 삽입된 발전소자에 마찰전기를 일으켜 의료기기를 구동하는 체내 원격 에너지 충전기술을 개발하고, 이를 이용한 소자 제작에도 성공했다.  

연구팀은 고출력 마찰소재인 PFA폴리머 필름과 유연한 PCB 회로기판을 결합한 발전소자에 초음파로 진동을 전달해 금과 구리 전극간 정전기를 발생시키는 데에도 성공했다.

생체조직 환경 시험결과 돼지 피하지방층 0.5cm 깊이에 삽입한 발전소자는 약 1.2볼트(V)의 전압, 98마이크로 암페아(μA) 전류 수준의 출력을 보였다. 이는 보통 1-10마이크로 와트(μW)의 전력으로 구동하는 인체 삽입용 심장박동기 등에 사용 가능한 전력량이다. 

관련 기술은 2019년 에너지마이닝에 기술이전 되었으며, 연구결과는 사이언스지에 2019년 8월 2일 게재됐다. 

김상우 교수는 “초음파로 정전기를 발생시켜, 발전과 충전이 가능한 초음파 구동 정전기 하베스팅 소자를 세계 최초로 구현하였다”라며 “다양한 의료기술에 응용이 가능해 인체 삽입형 의료산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다”라고 말했다.