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 35
공지 이광희 교수 연구팀, 에너지 전환효율 및 재현성이 우수한 차세대 태양전지 개발 관리자 2018.06.19 38
공지 김인수·윤명한 교수팀, 그래핀 나노섬유를 이용한 초고투과성 수처리막 제작 관리자 2018.05.28 48
공지 [공지사항] "연구성과" 게시판에는 논문(IF 5.0 이상 주저)과 교수 및 학생 포상 실적이 공지됩니다. 관리자 2015.06.18 794
78 김동유 교수팀, 새로운 형태의 고성능 유기 반도체 소재 개발 file 관리자 2018.05.14 89
» 윤명한·이광희 교수 공동연구팀, 심장의 자극 및 신호 획득이 가능한 고성능 고분자 전극 개발 file 관리자 2018.05.03 54
76 조지영 교수 공동연구팀, 다중강성 물질 전기적·자기적 성질 제어기술 개발 file 관리자 2018.04.11 70
75 [학생수상] 서세훈, 이종민 박사과정생, 2018년도 한국초전도·저온학술연합회 동계학술대회 우수 논문상 수상 관리자 2018.03.06 74
74 이재석 교수팀, 고분자 광결정소재의 새로운 합성법 개발 file 관리자 2018.01.25 78
73 조지영 교수팀, 외부 자극에 따른 원자 실시간 거동 관측 성공 file 관리자 2018.01.22 76
72 [학생수상] 송재선 박사과정생, ICAMD 우수 포스터상 수상 관리자 2017.12.20 83
71 김봉중 교수 공동연구팀, 가볍고 강하고 유연하며 고온에서 안정적인 3D 나노구조 수퍼 절연체 개발 file 관리자 2017.11.16 117
70 권인찬 교수팀, 할로윈파티를 간편하게 즐길 수 있는 분장 가능한 인조피부 개발 file 관리자 2017.11.01 84
69 윤명한 교수팀, 수직형 나노기둥 구조 위의 중추신경세포의 발달 촉진 원리 규명 file 관리자 2017.11.01 57
68 이상한 교수팀, 나노박막 이용해 수소생산용 고품질 단결정 광전극 최초 제작 file 관리자 2017.09.04 110
67 이상한 교수팀, 물을 분해하여 수소 만드는 새로운 접근법 제시 file 관리자 2017.07.04 172
66 [학생수상] 황영규 - 한국공업화학회, 2017년 춘계 학술대회, 우수논문상 관리자 2017.06.21 111
65 윤명한 교수팀, 서울대 홍병희 교수팀과 공동연구로 세계 최초 인공뇌구조 모사 가능 3차원 구조체 합성 file 관리자 2017.05.25 266
64 [NEWS] 이광희 교수팀, 차세대 태양전지 면적 10배 이상 더 커진다 file 관리자 2017.05.10 166
63 GIST 이광희 교수팀, 페로브스카이트 태양전지의 신뢰성을 높이는 신규 소자 구조 개발 관리자 2017.04.25 369
62 권인찬 교수팀, 통풍치료의 새로운 가능성 발견 file 관리자 2017.03.22 731