전기로 구동되는 종이 유체칩 개발

[산업일보]
바이오센서로 활용될 수 있는 기술을 모두 종이위에서 구현하는 기술이 개발, 국내 최초의 ‘적정기술’ 분야의 원천기술로 평가받을 전망이다.

국내 연구진이 전기로 구동되는 능동형 종이칩 기술을 개발했다. 향후 가정용 잉크젯 프린팅으로 종이에 병원균이나 오염물질을 탐지할 수 있는 키트를 인쇄하는 적정기술로 활용될 것으로 기대된다.

서강대학교 화학과 신관우 교수, 권오선 교수와 충남대학교, 한국원자력연구원 등이 참여한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(도약) 및 방사선기술개발사업의 지원으로 수행되었고 연구결과는 신소재 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced materials)지 4월 16일자 내부표지 논문(Inside Front Cover)에 선정되어 발표되었다. 한편 미국 Nanowerk 등에서도 이를 주목해 소개했다.

현재, 미국 등에서 종이나 플라스틱 같이 쉽게 제작하고 폐기할 수 있는 소재를 이용한 칩이나 센서가 연구성과로 소개되고 있다.

하지만 종이를 흡수재로 활용해 유체를 수동적으로 이동시키는 방식의 기존 칩은 반응을 정밀하게 제어할 수 없는 것이 한계였다.

연구팀은 전도성 잉크를 이용해 혈액 같은 미량의 물방울을 일반 인쇄용지 같은 종이 위에서 전기로 구동시키는 기술을 개발하고 물방울의 이동시간과 이동방향 및 반응시간 등을 제어한 종이칩(Paper Electronic Chip)을 시연했다.

전도성 잉크는 기존 가정용 프린터에서 사용할 수 있어 여러 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 개발된 종이칩은 바이러스나 박테리아의 검출 등을 위한 센서에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

서강대 연구진이 충남대와 한국원자력연구원이 공동으로 개발한 전도성 잉크를 이용해 다양한 종이 위에 액체의 이동과 혼합, 화학반응 등이 이뤄질 수 있는 유체칩을 인쇄했다.

기존의 전자칩을 제작하기 위한 반도체 공정과 같은 청정실의 정밀한 공정 없이도 일반 종이 위에서 전기로 유체를 구동시킬 수 있는 장치를 제작할 수 있게 된 것이다.

멸균된 시약, 전문가용 의료기기 및 전문 의료 인력이 상대적으로 부족한 저개발국가에서 급격한 전염병의 확산이나 박테리아에 의한 식수오염이 발생했을 때 신속한 진단으로 질병의 확산을 방지하는 것이 매우 중요하다.

신관우 교수는 “아프리카 등의 난치병이나 풍토병 검진에 활용하는 선진 적정기술에 경쟁할 한국에서 개발된 적정기술이 될 것” 이라고 밝혔다.