혈관에 집어 넣을 수 있는 세상에서 가장 작은 전지 Smallest biosupercapacitor provides energy for biomedical applications
생체 삽입형 슈퍼커패시터(supercapacitor)
종양 성장 조기 예측할 수 있어
마이크로전자 센서 기술, 마이크로전자 로봇 또는 혈관내 임플란트의 소형화가 빠르게 진행되고 있다. 하지만 연구에도 큰 어려움이 따른다.
그 중 가장 큰 것은 인체 내 점점 더 작은 영역(예: 인체 내 더 작은 영역)에서 자율적으로 작동하는 마이크로 시스템의 작동을 가능하게 하는 작지만 효율적인 에너지 저장 장치의 개발이;다. 또한, 이러한 에너지 저장 장치는 체내에서 사용되려면 생체 적합성이 있어야 한다.
이제 이러한 필수 특성을 결합한 프로토타입이 있다. 이 같은 돌파구는 교수 주도의 국제 연구팀이 이뤄낸 것이다. 올리버 G. 슈미트, 켐니츠 공과대학교 나노전자공학부 재료시스템 교수, 켐니츠 공과대학교 나노멤브레인(MAIN) 창립자 및 리브니즈 솔리드 스테이트 및 소재 연구소(Leibniz Institute for Solid State and Materials Research) 이사 라이프니츠 고분자연구소(IPF)도 협력 파트너로 참여했다.
연구진은 네이처커뮤니케이션즈 최신호에서 지금까지의 가장 작은 마이크로 슈퍼캐패시터에 대해 보고했는데, 이 초소형 캐패시터는 이미 (인공) 혈관에서 기능하고 있으며, 아주 작은 센서 시스템이 pH를 측정할 수 있는 에너지원으로 사용될 수 있다.
인체 깊숙한 공간에서 접근이 어려운 차세대 바이오의학을 위한 혈관내 임플란트 및 마이크로로봇 시스템 가능성을 열어주는 스토리지 시스템이다. 예를 들어, 혈액 pH의 실시간 검출은 종양 조기 성장을 예측하는 데 도움이 될 수 있다.
"새로운, 매우 유연하고 적응력이 뛰어난 마이크로일렉트로닉스가 생물 시스템의 소형화된 세계로 어떻게 진입하는지를 보는 것은 매우 고무적인 일입니다."라고 연구 그룹의 리더인 교수는 말한다. 올리버 G. 슈미트 박사는 이번 연구에 매우 만족하고 있다.
시료 제작과 바이오 슈퍼캐패시터 조사는 주로 켐니츠 공과대학교 연구센터 메인에서 이뤄졌다.
"나노 바이오 슈퍼캐패시터의 아키텍처는 가장 큰 과제 중 하나인 다기능 마이크로시스템의 자급자족한 운영을 가능하게 하는 작은 통합 에너지 스토리지 장치에 첫 번째 잠재적 솔루션을 제공한다."라고 Dr. Vineeth Kumar 교수 연구자는 말했다. 그는 슈미트의 팀과 메인 연구 센터의 연구 동료이다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
(Source: https://phys.org/news/2021-08-smallest-biosupercapacitor-energy-biomedical-applications.html)
kcontents
