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기저막은 소리를 주파수별로 분리해 감지하는 청각의 핵심 기관인데, 한 번 손상되면 자연 회복이 불가능하다. 이 때문에 기적막을 다치면 난청이나 영구적 청각장애로 이어진다. 현재 임상에서 사용되는 인공와우(달팽이관) 이식은 수술 부담과 비용, 합병증 등 문제로 보급에 한계가 있었다.
연구팀은 이를 극복하기 위해 기저막 형태와 소리 감지 매커니즘을 그대로 모방한 ‘이온전도체 기반 신축성 청각 센서’를 구현했다. 이 센서는 외부 충격 원리균등상환 이나 손상 후에도 스스로 회복할 수 있는 ‘자가치유 기능’을 지녀, 반영구적으로 청각 기능을 유지할 수 있다. 또, 고성능 이온전도 고분자 소재를 적용해 인간 청각보다 넓은 주파수 범위와 높은 민감도를 확보했다.
김도환 교수는 “이 센서는 신축될 때 형성되는 ‘이온 케이지(ion cage)’ 구조가 이온 움직임을 제어해 미세한 음향 신호까 정부학자금대출 전환대출 지 정밀하게 감지할 수 있다”며 “소수성 불소기와 이황화 결합을 가진 고분자 구조 덕분에 수분이 많은 생체 환경에서도 자가치유 성능을 안정적으로 유지한다”고 설명했다.
연구팀은 이번 기술을 기반으로 센서를 소형화 해 체내 이식이 가능한 ‘인공 기저막’으로 발전시키고, 장기적으로 청각장애 환자의 삶의 질을 획기적으로 개선할 수 있는 차세대 스마트폰 거치 의료기기 모델로 활용할 계획이다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 개인연구지원사업(중견연구), 나노 및 소재 기술개발사업, 첨단융합기술개발사업, 한-중 협력 연구사업의 지원으로 수행됐다.
연구 결과는 저명한 국제학술지 ‘Nature Communications’ 온라인에 지난 2일(한국시간) 게재됐다 기준금리코픽스 . 연구팀은 관련 기술로 1건의 특허를 출원 중이다.
해당 논문 ‘A reconfigurable piezo-ionotropic polymer membrane for sustainable multi-resonance acoustic sensing’에는 영우빈 교수와 한양대 김주성·공진연 박사가 공동 제1저자로, 김도환 교수, 진주 교수가 공 휴대폰 요금 계산기 동 교신저자로 참여했다.
노지운 기자