You cannot see this page without javascript.

Home | Login | ENGLISH

□  GIST(지스트, 총장 문승현) 신소재공학부 윤명한·이광희 교수 공동연구팀은 이광희 교수 연구팀과 공동연구를 통해 심장세포 자극 및 박동신호의 고감도 획득이 가능한 고성능, 고안정성 고분자 전극을 개발했다.

   ∘ 이번 연구성과로 용액공정 유기물기반 생체전극에서 문제로 꼽히던 취약한 물질안정성을 확보하였을 뿐 아니라,기존 전극 대비 구동 성능을 획기적으로 향상시킴으로써, 고성능 유기생체전자소자(Organic Bioelectronics)*의 개발을 위한 재료공학적 접근법을 새로이 제시하였고, 향후 신경보철**기기로의 응용과 같은 의공학적 응용가능성을 높일 것으로 기대된다.

* 고분자 혹은 단분자를 기반으로 하는 생체전자소자를 이르는 분야로 체내의 이온 기반 전기적 신호를 전자신호로 변환하거나,전자신호를 통하여 체내 전기신호의 유도하는 역할을 함.

** 인공 손, 눈, 피부, 신경 등을 이식해 신체능력을 향상시키는 기술로 신경보철 장비를 인체에 삽입하여 중추신경계의 기능을 개선하거나 대체하여 질병이나 부상으로 상실한 장기나 장기계통의 기능을 자극할 수 있음.

   ∘ 유기생체전극은 효과적인 전기적 자극 및 높은 신호대비잡음비(Signal to noise ratio)*의 생체 신호 획득 가능성으로 의공학적 응용도가 높은 기술이다. 하지만 기존의 유기생체전극의 경우, 대면적 및 유연소자 제작이 어려운 점이 한계로 지적되었다.

     * 신호탐지 시스템의 성능을 확인하는 지표중 하나로써, 획득한 신호의 노이즈 전력 대비 신호 전력의 세기

□  GIST 공동연구팀은 용액공정으로 고성능 고안정성 전도성고분자 전극을 개발하고 이를 통해 심근세포의 저전압 전기자극 및 높은 신호대비잡음비의 세포 활동전위 획득에 성공하였다.

∘  본 연구팀은 용액매개결정화법(Solvent-assited crytstallization)*을 통해 고분자 혼합물인PEDOT:PSS를 정렬시킴으로써, 생체전극의 전기전도도와 전기화학활성도를 크게 향상 시켰으며, 나아가 전극이 침수 21일 후에도 ~ 2000S/cm 의 높은 전기전도도를 나타내는 것을 확인하였다. 또한,체외배양실험을 통해 비교군 대비 세포생존율의 차이가 나지 않는 높은 생체친화성을 보임을 확인하였다.

    * 용액매개결정화법은 PEDOT:PSS를 자가결정화 시킬 수 있는 용매에 필름을 침수시켜 결정화를 유도하는 방법

∘  본 전극은 우수한 전기적 전기화학적 성능 덕분에, 1V 미만 저전압 전기자극으로 전극 표면에 직접 배양된 심근세포의 박동 횟수 조절이 가능하였으며, 심근세포로부터 발생하는 활동전위를 높은 신호대잡음비(Signal to noise ratio, SNR)로 탐지할 수 있는 것을 확인하였다.

□   윤명한 교수는 “차세대 의공학기기 개발에 있어서 가장 유망한 기술로 인정받고 있는 유기생체전자소자(Organic Bioelectronics)의 핵심 소재인 고성능, 고안정성 전도성 고분자개발 기술은 현재 유기전자소자 분야와 의공학분야에서 가장 관심이 큰 주제이며, 이번 연구를 통해 제시된 결정형 전도성 고분자 제작기술은 간단한 방식으로 고분자의 안정성과 성능을 동시에 올릴 수 있어, 추후 심장, 신경의 자극 및 신호획득 플랫폼의 설계에 활발히 응용할 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다.

□  광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 윤명한 교수와 이광희 교수(공동 교신저자)가 주도하고, 신소재공학부 김성민 박사과정 연구원과 히거신소재연구센터 김나라 박사(공동 제1저자)가 수행한 본 논문은 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업(NRF-2017R1A2B4003873) 및 (재)나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단(글로벌프론티어사업)과 광주과학기술원의 재원인 GRI(GIST연구원) 사업의 지원을 받아 수행되었다. 본 논문은 재료기술 분야 권위지이자 Nature 자매지인 NPG 아시아 머티리얼스(NPG Asia Materials) 2018년 4월 16일 온라인 판에 게재됐다. <끝>

 

그림 2.jpg

 

 

※ 논문 제목 : High-Performance, Polymer-Based Direct Cellular Interfaces for Electrical Stimulation and Recording

대표교신저자 : GIST 윤명한 교수(신소재공학부)

공동교신저자 : GIST 이광희 교수(신소재공학부)

1저자 : 김성민 박사과정생(신소재공학부)

공동 1저자 : 김나라 박사 (前 신소재공학부, 現 Linkoping University, Sweden)

 

번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
공지 이상한 교수 연구팀, 광전극 결정 방향 제어로 고효율 친환경 수소생산 관리자 2018.06.19 55
공지 이광희 교수 연구팀, 에너지 전환효율 및 재현성이 우수한 차세대 태양전지 개발 관리자 2018.06.19 49
공지 김인수·윤명한 교수팀, 그래핀 나노섬유를 이용한 초고투과성 수처리막 제작 관리자 2018.05.28 60
공지 [공지사항] "연구성과" 게시판에는 논문(IF 5.0 이상 주저)과 교수 및 학생 포상 실적이 공지됩니다. 관리자 2015.06.18 800
81 英 과학기술 매체 Phys.org, 이광희 교수팀 연구 성과 특집 보도 관리자 2017.01.24 1828
80 [보도자료] 엄광섭 교수, 전기차 주행거리 2배 늘릴 리튬이온 배터리 개발 관리자 2017.01.11 1583
79 [학생수상] 이종민 - 한국초전도·저온학술연합회, 우수논문상 관리자 2017.02.23 1436
78 조지영 교수팀, 백금 대체할 새로운 산소환원반응 촉매 개발 관리자 2017.02.09 1377
77 [보도자료] 정건영 교수팀, 곡률반경 1.5㎜로 접을 수 있는 무기물 기반 트랜지스터 개발 관리자 2016.11.29 977
76 [학생수상] 오왕석 - 2016 한국공업화학회 춘계 학술대회 우수논문상 관리자 2016.06.01 944
75 [보도자료] 김봉중 교수팀, 금속-절연체 전이물질의 본질과 속성 밝혀내다 관리자 2016.06.24 851
74 [보도자료] 이광희 교수팀, 자유롭게 휘어지는 그물망 반도체 최초 개발 관리자 2016.12.08 756
73 권인찬 교수팀, 통풍치료의 새로운 가능성 발견 file 관리자 2017.03.22 737
72 [보도자료] 윤명한 교수팀, 재사용 가능한 고효율 대면적 수은 흡착제 개발 관리자 2016.06.28 626
71 [학생/연구원 수상-기한길 석사과정, 오병윤 박사] 한국전기전자재료학회 2014 하계학술대회 "우수논문상" 및 "우수포스터상" 수상 file 관리자 2015.06.18 604
70 [학생수상] 송재선 - The 11th Korea-Japan Conference on Ferroelectrics, Best Poster Award 관리자 2016.09.12 562
69 김동유 교수팀, 페로브스카이트 단점 없앤 대면적의 유연한 태양전지 제작 관리자 2016.11.28 520
68 [보도자료] 박성주 교수팀, 사물인터넷 성능 개선시킬 고효율 광검출기 개발 관리자 2016.11.28 476
67 [학생수상-박사과정 이노도] 대한화학회 제111회(춘계) 학술발표회 '우수포스터상' 수상 file 관리자 2015.06.18 461
66 [보도자료] 이재영 교수(신소재), 도파민 활용해 전도성 고분자 전극의 전기적 성능 향상 관리자 2016.08.01 451
65 [보도자료] 조지영 교수팀, 열을 전기로 바꾸는 다층 유연소자 최초 개발 file 관리자 2016.09.05 397
64 [보도자료] 이재석 교수팀, 금속의 주요결정구조를 갖는 전도성 플라스틱 개발 관리자 2016.09.26 392
63 [보도자료] 신소재 이선규 학생, 2016 GIST 창업아이디어 경진대회 최우수상 관리자 2016.06.24 387