레이저 유도 그래핀 센서로 상처 치료 모니터링용 온도·응력 정밀 측정

펜실베이니아 주립대, 유니버시티 파크

인체 내 사용 이상적 유연 센서, 레이저 유도 그래핀으로 온도와 응력 동시 별도 측정, 염증·회복 명확한 통찰로 상처 치유 모니터링 개선 잠재력. (이미지: 제니퍼 M. 맥캔/ 펜실베이니아 주립대)

자가구동 웨어러블 센서 헬스케어 모니터링 주요 과제: 동시 발생 다른 신호 구분. 펜실베이니아 주립대와 중국 허베이 공대 연구진, 센서 소재 새 특성 발견으로 이 문제 해결, 온도와 물리적 응력 동시·별도 정확 측정 새 유형 유연 센서 개발.

"개발한 독특 센서 소재가 헬스케어 모니터링에 잠재적 중요 응용." 공동 교신저자 화니유 '래리' 청(Huanyu "Larry" Cheng), 펜실베이니아 주립대 공학과학역학(ESM) 제임스 L. 헨더슨 주니어 기념 부교수 언급. "치유 상처서 발생 온도 변화와 물리적 변형/응력 정확 측정, 두 신호 분리해 측정하면 상처 치유 추적 혁신 가능. 의사들 치유 과정 훨씬 명확히 파악, 염증 등 이슈 조기 식별."

연구진 레이저 유도 그래핀(LIG), 2D 소재 사용해 크로스토크 없이 온도·응력 신호 정확 측정 목표. 일반 그래핀 포함 모든 2D 소재처럼 LIG는 원자 1~몇 층 두께 독특 특성 지님, 단 반전 있음. 레이저가 특정 탄소 풍부 소재(플라스틱, 목재 등) 가열해 표면 그래핀 구조로 변환시키는 방식으로 LIG 형성. 레이저가 소재에 그래핀 '직접 쓰기'해 전자·센서·에너지 장치용 그래핀 패턴 간단·확장 가능 제작.

LIG 다양한 응용 기 사용. 이전 청 팀도 가스 센서, 땀 분석 전기화학 검출기, 슈퍼커패시터 등 활용. 하지만 연구진 이번에 LIG 새 특성 최초 발견 믿음, 다목적·정확 센서 이상적 만듦.

"이 연구서 우연히 이 소재가 열전 특성도 가짐 발견." 청 언급. "레이저 유도 그래핀 열전 능력 보고 최초 믿음. 우리 목표인 온도 변화와 물리적 응력/변형 별도 측정에 정말 중요."

소재 열전 특성: 온도 차이 전기 전압 변환 및 역변환 능력, 에너지 하베스팅·온도 센싱 등 응용 가능. 청에 따르면 LIG 새롭게 확인된 열전 특성이 두 센서 측정 분리 쉽게 만들어 헬스케어 응용(반창고 임베디드 센서 등)에 이상적.

"온도와 응력 둘 다 민감한 소재면 어떤 신호가 소재 변화 일으키는지 알기 어려움. 하지만 LIG 열전 효과 이용하면 두 측정 본질적으로 디커플링 가능. 전기 저항 봐서 응력 정보 얻고, 열전압 측정해 온도 결정. 이 덕에 의사들 상처 부위 온도 변동과 물리 변화 동시 추적, 치유 진행 훨씬 명확한 그림 확보."

자세한 정보: 아드린 베라드(Adrienne Berard) 연락, 이메일 보호 중.