안승영 교수 연구팀(EMC 연구실)과 한양대학교 화학공학과 김도환 교수 연구팀의 공동연구 결과가 국제학술지 Nature Communications에 게재되었습니다.

스마트 의료 및 웨어러블 기기에서 활용되는 무선 센서는 높은 민감도와 안정성을 동시에 요구받지만, 기존 기술은 고주파 동작에 따른 전자기 간섭(EMI)과 생체 안전성 문제 등으로 적용에 제약이 있었습니다. 공동연구팀은 이러한 한계를 개선하기 위해 이온 기반 소재와 무선전력전송 기술을 결합한 저주파 기반 무선 바이오 센싱 플랫폼을 제안했습니다.

기존 무선 센서는 유전체 커패시터 기반 구조로 정전용량이 작아, 이를 보완하기 위해 MHz 대역 고주파에서 구동되는 경우가 많았습니다. 그러나 고주파 방식은 전자기 간섭 증가, 조직 가열, 신호 불안정 등의 문제를 유발할 수 있어 생체 환경 적용에 한계가 있다는 점이 지적돼 왔습니다.

이번 연구에서는 한양대학교 연구팀이 이온 이동을 기반으로 높은 정전용량을 구현할 수 있는 생체 적합 이온 소재를 개발하고, KAIST 연구팀이 무선전력전송 원리에 기반한 무선 LC 공진 시스템과 이를 결합하는 방식으로 접근했습니다. 이를 통해 생체 환경에서도 안정적으로 동작하는 저주파 무선 전기화학 센싱 플랫폼(WiLECS)을 구현했다고 보고했습니다. 실험적으로는 개발된 센서를 인공 혈관 모델에 적용해, 동맥경화 환경에서의 혈압 변화를 실시간으로 무선 측정하는 데 성공했습니다. 미세한 압력 변화까지 정밀하게 감지할 수 있음을 보여주며, 향후 심혈관 질환 모니터링 등 의료 분야 활용 가능성을 제시했습니다.

안승영 교수는 본 연구가 “기존 고주파 기반 무선 센서의 한계를 극복한 사례”이며, “전자파 영향을 최소화하면서도 안정적인 무선 센싱이 가능한 플랫폼으로 확장 가능성이 크다”고 설명했습니다.

본 연구에는 KAIST 출신 김해림 박사와 이재원 박사가 참여했으며, 김해림 박사와 한양대학교 김지홍 박사과정이 공동 제1저자, KAIST 안승영 교수와 한양대학교 김도환 교수가 공동 교신저자로 참여했습니다.

탁월한 이번 성과를 진심으로 축하드리며, EMC 연구실의 지속적인 연구 활동을 응원합니다.

관련 링크 : https://www.nature.com/articles/s41467-026-70331-4