포도당으로 USB 대체할 메모리 소자 구현.."인체 무해"

김현재 연세대 교수, 어드밴스트 머티리얼즈에 게재

부착형 및 이식형 헬스케어 전자기기 적용을 위한 생분해성 검증 실험 모식도(제공 과기정통부)

(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 세계 최초로 과일 속 '포도당'을 이용해 메모리 소자를 구현하는 기술을 개발했다. 생체 이식형 전자기기 개발 분야에 활용될 전망이다.

과학기술정보통신부는 김현재 연세대 연구팀이 포도당을 활용해 '저항 스위칭 메모리' 소자를 제작하는 데 성공했다고 23일 밝혔다. 저항 스위칭 메모리는 저항차를 이용해 정보를 저장하는 메모리로, 현재 사용되는 이동식저장장치(USB)나 솔리드스테이트드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 대체할 차세대 비휘발성 메모리 중 하나다.

최근 실시간 인체 내에 삽입할 수 있는 전자기기가 한창 연구되고 있다. 하지만 기존 전자기기의 주 재료인 실리콘이나 합성유기물은 인체에 유해하며, 오랜 사용 후 2차 수술을 통해 제거해야 하는 부담이 있었다.

이에 연구팀은 천연재료인 포도당에 적합한 용매를 찾고자 다양한 전자소자와 접목했다. 그 결과 메모리 소자에서 저장 현상을 발견해 이를 기반으로 저항 스위칭 메모리를 개발했다. 포도당은 생물의 대사활동에서 중요하게 쓰이는 에너지원으로 알데히드기를 가지는 단당류의 일종이다. 연구팀은 포도당을 저항 스위칭 메모리의 저항 변화 층으로 활용해 정보저장의 원리를 규명했다.

소자 제작 공정은 고비용의 공정 대신 잉크를 이용해 값싼 프린팅 기술 적용이 가능한 공정 기술인 '용액공정 기술'이다. 소자 자체가 유연성을 지니고 있어 유연기판 상에서 전자소자를 구현해 차세대 부착형 웨어러블 전자소자로의 적용할 수 있다.

또 이 소자는 장기간 체내에 삽입되어도 인체에 무해하다. 연구팀이 생체 내부와 비슷한 습도와 온도등을 유지한 소고기 유기체에 실험한 결과, 소자의 동작 특성을 확인하고 일정 시간 후 소고기 내부로 소자가 흡수되는 것을 확인했다.

김현재 교수는 "이 연구는 생체 무해성과 고성능 메모리 특성을 모두 만족하는 메모리 소자를 구현한 것"이라며 "다양한 스마트 헬스케어 전자기기에 적용되어 헬스케어 분야의 혁신을 가져올 수 있는 원천기술로 볼 수 있다"고 말했다.

이 연구 성과는 과기정통부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원으로 수행됐으며, 지난 15일 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advance Materials)에 실렸다.

김현재 연세대 교수

somangchoi@news1.kr

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