연세대 / 고려대 / 인천대 연구팀, 금속 없는 All-organic 기반 뇌 신경 삽입형 미세섬유전극 개발

  • 등록 2026.04.20 13:55:52
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뇌 조직처럼 부드러운 유기물 전극, 차세대 뇌-기계 인터페이스(BMI)의 길을 열다.

- 연세대학교 / 고려대학교 / 인천대학교 연구팀, 초유연·고성능 PEDOT:PSS 섬유 미세전극(PFME) 개발

- 뇌 손상 최소화하며 정밀한 고해상도 단일 뉴런 신경 신호 기록 성공

 

[ 한국미디어뉴스 기동취재 기자 ] 파킨슨병이나 뇌전증 같은 난치성 신경 질환을 진단하고 치료하기 위해서는 뇌와 외부 기기를 연결하는 ‘뇌 인터페이스’ 기술이 필수적이다. 하지만 기존의 실리콘 기반 전극은 딱딱한 특성 때문에 부드러운 뇌 조직에 상처를 입히고 염증을 일으켜 장기간 사용이 어렵다는 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연세대학교(이태윤, 유기준 교수) / 고려대학교(조일주 교수) / 인천대학교(조영욱 교수) 연구팀은 뇌 조직만큼 부드러우면서도 전기적 성능이 뛰어난 ‘올오가닉(All-organic) PEDOT:PSS 섬유 미세전극(PFME)’을 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 전도성 고분자인 PEDOT:PSS를 활용하여 섬유 형태의 전극을 제작했다. 특히 연구팀이 고안한 ‘아스코르브산 + 아세톤 Wet spinning’ 공법은 열처리 없이도 섬유 내부의 불필요한 성분을 선택적으로 제거하고 전도성 분자들을 정렬시킴으로써, 기계적 유연성과 전기적 성능이라는 두 마리 토끼를 모두 잡는 데 성공했다. 개발된 전극은 기존 섬유 전극들보다 수십 배 낮은 임피던스(전기 저항)와 높은 전하 저장 용량을 나타내어 미세한 뇌 신호를 정밀하게 포착할 수 있고, 동시에 굽힘 강도는 매우 낮아 뇌의 미세한 움직임에 맞춰 유연하게 반응하며 조직 손상을 방지할 수 있었다.

 

 해당 연구 결과는 다학제 분야 우수 국제 저널인 Science Advances (IF : 12.5 , JCR : 8.5)에 게재되었다. 본 연구는 연세대학교 전기전자공학과 이태윤 교수 연구팀 (제 1저자 원치형 박사), 유기준 교신저자 (제1저자 조영욱 교수)와 고려대학교 의과대학 조일주 교수 (제 1저자 권시연 학생) 연구팀과의 융합연구로 진행되었다.

이원영 기자 lwy0971@daum.net
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