납 없는 친환경 의료용 실리콘 초음파 소자 개발

작성일 09-03

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="06hBbA3IdX">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a8d2c086332c9b73ddedcd0a20335388d1825b0ccb91ef60b9c2c89643630da8" dmcf-pid="pPlbKc0CRH" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="실리콘 기반 일회용 초음파 패치의 실생활 응용 예시. 아침 출근 시간에 심뇌혈관 질환 조기진단을 통해 건강을 모니터링하고 쓰레기통에 버리는 모습. KIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903120142775zdeb.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="FENXZxSgR5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903120142775zdeb.jpg" width="658"></p>
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            실리콘 기반 일회용 초음파 패치의 실생활 응용 예시. 아침 출근 시간에 심뇌혈관 질환 조기진단을 통해 건강을 모니터링하고 쓰레기통에 버리는 모습. KIST 제공
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          <p contents-hash="59ad303813531853f72291fbcb45d884ccda1a1a79b5bd04acce28a09f0a3099" dmcf-pid="UQSK9kphRG" dmcf-ptype="general">웨어러블 초음파 장치는 진단과 재활 모니터링, 원격 의료 등에 활용된다. 한국과 미국 공동연구팀이 고가의 기존 납 기반 초음파 패치를 뛰어넘는 실리콘 기반 초음파 패치를 개발했다. </p>
          <p contents-hash="4df94568c42fc7116eb0d06a0a17d3eb5283bcf1ee961259611d87eb74bbedcf" dmcf-pid="uxv92EUlLY" dmcf-ptype="general"> 한국과학기술연구원(KIST)은 이병철 바이오닉스연구센터 책임연구원팀이 정재웅 KAIST 교수팀, 이활 서울대병원 교수팀, 쿠리-야쿱 미국 스탠퍼드대 교수팀과 공동연구를 통해 실리콘 기반 일회용 친환경 초음파 패치를 개발했다고 3일 밝혔다. 연구결과는 7월 18일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.</p>
          <p contents-hash="6bbd5c96c2589d389b7189611c9ca95a58fffc04671554e84df8405b3506ffbb" dmcf-pid="7MT2VDuSeW" dmcf-ptype="general"> 현재 상용화된 웨어러블 초음파 패치는 대부분 납 기반 압전 세라믹을 사용한다. 두께가 두껍고 인체와 환경에 잠재적 유해성이 있다. 납을 대체하면서도 높은 성능을 구현하는 초음파 소자 기술 개발 필요성이 제기됐다.</p>
          <p contents-hash="a1d5051653d5ff86eb1f57216b758379093a721ca2650411135cd2cd4c2ceecb" dmcf-pid="zRyVfw7vLy" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 반도체 공정으로 실리콘을 나노 기둥 구조로 정밀하게 가공해 두께가 수백 마이크로미터(㎛, 100만분의 1m)에 불과한 초박형 초음파 패치를 개발했다.</p>
          <p contents-hash="071613c4bde09daba958951287d3ae7213c074ff3c7393cfdeb0888bec8f3d20" dmcf-pid="qeWf4rzTnT" dmcf-ptype="general"> 제작된 패치는 상용 소자 대비 출력효율이 30% 이상 높아 초음파 영상 품질이 크게 향상됐다. 목처럼 움직임이 많은 부위에서도 혈류 속도, 혈관 지름을 안정적으로 측정한 것이다. 혈압 측정 테스트에서는 임상용 혈압계 성능의 96.5%를 달성했다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ad0118c9b09899e916abf8fdccff42a26a02588857bea1ca17c41f077a01b745" dmcf-pid="BdY48mqyev" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="실리콘 기반 일회용 초음파 패로 양쪽 경동맥의 초음파 영상 촬영과 혈압 측정을 동시에 진행한 결과. 경동맥, 경정맥 혈관을 관측하고 혈압을 동시에 측정했다. KIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903120144001uyre.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="3bKActiBnZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/03/dongascience/20250903120144001uyre.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            실리콘 기반 일회용 초음파 패로 양쪽 경동맥의 초음파 영상 촬영과 혈압 측정을 동시에 진행한 결과. 경동맥, 경정맥 혈관을 관측하고 혈압을 동시에 측정했다. KIST 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="79e1b49eb21216ec2b59e6d758a81db9647112c219f9f1b41066c74a64b74d20" dmcf-pid="bJG86sBWdS" dmcf-ptype="general">실리콘 기반 초음파 소자는 반도체 공정을 통해 대량 생산할 수 있어 원가가 기존 납 기반 소자의 약 20분의 1 수준으로 낮다. 연구 단계에서 실리콘 기반 초음파 소자 제작 비용은 개당 약 20달러(약 2만7000원)지만 대량 생산 시 개당 5달러(약 7000원) 이하로 제작할 수 있다는 설명이다. 기존 반도체 공정만으로도 제작할 수 있어 빠른 상용화가 기대된다.</p>
          <p contents-hash="b2141fc92e4ca58abf29c310a8c9e74ecdab8dc6afcb017c3b9a13c21b596486" dmcf-pid="KiH6PObYRl" dmcf-ptype="general"> KIST는 "개발된 기술이 상용화되면 경제성과 친환경성을 모두 갖춰 일회용 초음파 패치 시장을 선도할 것으로 기대된다"고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="bbb820e02b29ff7fb110a1e9a3e7c55cdd78ab164011fcbfaa926a8298514b50" dmcf-pid="9nXPQIKGJh" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 향후 다양한 임상 환경에서 패치의 안전성과 신뢰성을 검증하고 심뇌혈관 질환 조기진단, 재활 모니터링, 정신건강 관리 등 다양한 의료 분야로 적용 범위를 확대할 계획이다.</p>
          <p contents-hash="f308f7ee237556b995f657da198bea59a2e247274e2f013e4294b2415169ae65" dmcf-pid="2WQOIqc6eC" dmcf-ptype="general"> 이 책임연구원은 "몸과 환경에 해로운 납 대신 안전한 실리콘을 활용해 누구나 안심하고 사용할 수 있는 초음파 패치를 구현했다"고 말했다. 이활 서울대병원 교수는 “실리콘 기반 초음파 영상 기기는 압전 소자 기반 기기에 비해 유연하고 여러 형태로 제작할 수 있어 다양한 상황에서 초음파 영상의 의학적 적응 범위를 획기적으로 넓힐 것"이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="f98e4f913f931f72ccbba6b59b8a9f4db195e6022e6a08eccda7be3f1845e182" dmcf-pid="VYxICBkPdI" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41467-025-61903-x</p>
          <p contents-hash="d9863736a5e82963018585e05126ef27f00986ca6d4cf18101f2cc47ae0b0db6" dmcf-pid="fGMChbEQLO" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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