그물 모양의 '고무 심장 충격기' 개발될까...IBS, 전도성 고무 개발

중앙일보

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“전극 두 개를 심장 양쪽에 삽입해 자극하면 심장의 펌핑 기능이 10% 정도 올라간다. 상용화된 미국 제품의 경우다. 그러나 그물형으로 만든 '전도성 고무'로 심장 전체에 자극을 주면 기능이 50% 올라간다. 심장질환 치료에 있어 획기적인 진보가 될 수 있다”

기초과학연구원(IBS)가 개발한 그물형 전도성 고무. 돼지의 심장에 부착해서 실험을 진행한 결과 심장의 펌핑기능이 50% 향상된 것을 관찰할 수 있었다. 기존 두 개의 전극을 가진 심장 관련 디바이스와 비교해 심장 전체에 전기자극을 줄 수 있다는 장점이 있다. [기초과학연구원]

국내 연구진이 높은 신축성과 전도성을 띠면서도, 인체에 독성이 없는 '전도성 고무'를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 김대형 부연구단장과 현택환 단장 공동 연구진의 성과다.

전기가 흐르는 고무, 즉 '고무 전선'은 자기 몸집보다 최대 840%까지 늘어나 신축성이 높으면서도, 안정적으로 전기신호를 전달할 수 있어 특히 '삽입형 의료기기' 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

금으로 은의 독성 잡고, 고무로 신축성 확보...개성 살린 팀플레이

연구진이 이번 개발한 전도성 고무는 ‘금-은 나노복합체’로도 불린다. 금ㆍ은 그리고 고무 성분인 ‘SBS 엘라스토머’ 세 가지 소재의 장점만을 살려 만들어졌고 각각이 제 기능을 하고 있기 때문이다.

우선 가장 중요한 기능인 전기 전달은 ‘은 나노 와이어’가 담당한다. 은 나노와이어는 높은 전도성과 안정적인 전기특성으로 기존에도 전도성 소재로 각광을 받아왔다. 실험과정에서 고무 전선을 늘리거나 그물형태로 제작하는 등 기계적 변화를 가했음에도 전도성은 기존의 소재에 비해 7000배 이상 높았다.

금은 기존 은 나노와이어의 독성과 내구성을 해결하기 위해 코팅됐다. [한국기초과학연구원]

금은 은의 단점을 보완하기 위해 사용됐다. 은 이온은 인체를 구성하는 세포를 죽이고 독성을 유발하는 등 유해한 특성이 있고, 시간이 지나면서 쉽게 산화돼 내구성이 떨어지는 단점이 있었기 때문이다. 연구진은 은 나노와이어 표면에 금을 균일하게 입히고 둘 사이에 화학반응을 억제해 내구성을 높였다. 은 이온도 새어나오지 않게 막았다.