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[스스로 상처를 치유하는 인공피부 조각. 칼로 잘라도 스스로 기계적, 전기적 특성을 회복한다.]


[QR코드를 읽으면 스탠퍼드대 연구팀의 실험영상을 볼 수 있다.]

저난 바오 미국 스탠퍼드대 교수팀은 전기 센서로 압력을 느끼고 피부처럼 잘 휘어지며, 스스로 상처를 치유할 수 하는 인공피부를 개발, 11월 11일 네이처나노테크놀로지에 발표했다.

사람의 피부는 압력이나 열을 감지하는 감각이 있다. 어느 방향으로 몸을 움직여도 잘 휘어지는 탄성도 있다. 가장 중요한 것은 상처를 스스로 치유하는 능력이다. 인공 ‘피부’는 이런 조건을 만족해야 한다. 저난 바오 교수팀은 2008년 파리 산업물리·화학고등교육연구소(ESPCI ParisTech)가 발표한 ‘자가치유 고무’에 주목했다. 칼로 자른 절단면을 맞대어 놓으면 다시 원래 상태로 합쳐지는 고무다. 일반적으로 고무와 같은 중합체는 작은 분자들이 공유결합 상태로 길게 결합해 있는 반면, 이 소재는 보다 유연한 수소결합으로 연결돼 있다. 잘린 뒤에도 쉽게 수소결합을 해 원상태로 회복된다.

저난 바오 교수팀은 감각센서 인공피부에 자가치유 고무를 접목했다. 고무에는 전류가 흐르지 않기 때문에 여기에 전류가 흐르는 금속인 니켈을 섞었다. 자가치유 고무 소재와 니켈을 섞은 소재가 휘거나 압력을 받으면 니켈 원소간 거리가 멀어지거나 가까워진다. 이 때 니켈 원소 사이를 오가는 전자가 쉽게 이동할 수도, 어렵게 이동할 수도 있게 되는데 이를 감지해 압력 등을 느끼는 원리다.

실제로 이 소재를 외과용 메스로 자른 다음 절단면을 맞댄 지 15초 만에 원래 상태로 돌아왔으며 전기전도도가 원래 상태의 98% 수준으로 회복됐다.

사람의 피부와 흡사한 인공피부를 만드는 연구는 여러 방면에서 진행되고 있다. 지난 8월에는 서갑양 서울대 교수팀이 개발한 초감도 센서 인공피부가 화제가 됐다. 피부에 붙이면 약한 맥박도 감지할 수 있는 초감도 센서로 의족이나 의수에 사용할 수 있다. 문제는 소재다. 전기공학의 기본 소재인 실리콘은 심한 물리적 충격에 부서진다. 부서진 실리콘은 회복할 수가 없기 때문에 ‘피부’라고 하기에는 아쉬움이 남았다. 이번 연구로 인간의 피부에 더 가까운 인공피부 개발에 한 걸음 가가서게 됐다.