집 에서 당뇨 진단 ? … 꿈 에 그리 던 ‘ 슈퍼 렌즈 ’ | UNIST News Center 
 규제 개혁 이 라는 사용자 경험 디자인 이 절실 한 곳 14 시간 전 
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 [ UNIST MAGAZINE ] Brilliant Thinking , 박장웅 교수 칼럼 
 2018 . 04 . 03 UNIST Magazine 대외 협력 팀 
 < 미션 임파서블 > 같 은 스파이 영화 를 보 면 다양 한 최첨단 장비 들 이 눈길 을 사로잡 는다 . 그 중 에서 도 렌즈 를 착용 하 면 화면 이 보이 거나 눈 을 깜빡이 면 사진 을 촬영 하 는 스마트 콘택트렌즈 들 을 보 며 이런 기술 을 자연스레 우리 의 일상 생활 에서 사용 하 는 모습 을 상상 해 보 곤 한다 . 이 글 에서 는 실제로 이러 한 스마트 콘택트렌즈 를 개발 하 고 다양 한 응용 분야 를 탐색 하 는 연구 에 대해 소개 하 고 있 으며 , 2017 년 가을 호 UNIST MAGAZINE 에 실렸 다 . 
 공학자 로서 필자 가 생각 하 는 의미 있 는 연구 란 ‘ 일상 생활 을 크 게 바꿀 수 있 는 ’ 연구 다 . 다시 말 해 새롭 게 개발 된 기술 들 이 곧바로 일상 생활 에 적용 되 어 인류 에게 도움 이 되 길 바란다 . 필자 가 진행 한 몇몇 연구 는 4 차 산업 혁명 시대 에 앞 으로 어떤 기기 ( device ) 들 이 개발 되 고 , 우리 생활 이 어떻게 변할지 짐작 하 는 데 도움 이 되 리라 생각 한다 . 
 눈 이 가진 수많 은 정보 
 사람 의 눈 은 많 은 정보 를 담 고 있 다 . 안구 의 곡률 에 는 안압 ( 안구 의 압력 ) 과 혈압 에 관련 된 정보 들 이 들 어 있 고 , 눈물 에 는 다양 한 질병 과 관련 된 정보 들 이 숨 어 있 다 . 눈물 을 잘 진단 함 으로써 안구건조증 , 당뇨병 , 암 , 면역력 , 스트레스 , 두통 등 다양 한 질병 및 증상 에 대한 진단 이 가능 하 다 . 
 특히 우리 의 몸 상태 와 외부 의 자극 에 따라 눈물 이 가지 고 있 는 정보 는 시시각각 변한다 . 우리 는 대개 콘택트렌즈 를 하루 종일 착용 하 기 때문 에 앞서 언급 한 질병 및 증상 과 관련 된 정보 를 스마트 콘택트렌즈 를 통해 매시간 , 매분 마다 얻 을 수 있 다 . 
 결국 스마트 콘택트렌즈 는 질병 에 대한 정확 한 진단 을 내리 는 데 도움 을 줄 뿐 만 아니 라 집 에서 의 원격 진료 를 가능 하 게 하 는 첫 걸음 이 될 것 이 다 . 미래 에 는 병원 에 가 지 않 고 도 스마트 콘택트렌즈 를 착용 한 상태 로 컴퓨터 앞 에 앉 아 의사 에게 진료 를 받 을 수 도 있 다 . 
 녹내장 과 당뇨 를 진단 하 라 
 필자 의 연구실 에서 는 눈 이 나타내 는 다양 한 지표 중 안압 과 혈당 량 을 측정 하 는 스마트 콘택트렌즈 개발 연구 를 진행 했 다 . 높 은 안압 은 녹내장 의 원인 이 되 고 , 눈물 에 포함 된 포도당 을 측정 하 면 당뇨 를 진단 할 수 있 다 . 실시간 으로 안압 과 혈당 량 을 측정 하 는 것 이 정확 한 질병 진단 에 매우 필수 적 이 기 때문 에 녹내장 과 당뇨 진단 이 가능 한 스마트 콘택트렌즈 개발 을 연구 의 시작점 으로 잡 았 다 . 
 연구 를 진행 하 며 가장 중점 을 둔 부분 은 스마트 콘택트렌즈 착용 자 가 어떤 불편 함 도 느껴서 는 안 된다는 것 이 었 다 . 그래야 만 개발 된 스마트 콘택트렌즈 가 사람 의 일상 생활 에 녹 아 들어갈 수 있 기 때문 이 다 . 이 를 위해 스마트 콘택트렌즈 는 사람 의 다양 한 눈 모양 에 맞춰 유연 하 게 변하 며 , 시야 를 방해 하 지 않 기 위해 투명 해야 했 다 . 또한 정보 를 실시간 으로 또 무선 으로 외부 로 전달 해야 했 다 . 
 이 를 위해 투명 물질 ( 그래핀 과 금속 나노 와이어 ) 을 이용 해 투명 하 면서 도 전기 가 잘 흐르 는 전극 을 만들 었 다 . 이 전극 은 매우 투명 할 뿐 아니 라 유연 하 기 도 해서 스마트 콘택트렌즈 를 만들 면 불편 함 없이 착용 할 수 있 다 . 이 센서 를 이용 해 눈물 속 혈당 을 감지 하 고 해당 정보 를 무선 안테나 로 보내 착용 자 의 건강 상태 를 실시간 으로 파악 할 수 있 다 . 또 무선 안테나 가 전력 을 이용 해 센서 의 정보 를 읽 어 오 기 때문 에 스마트 콘택트렌즈 에 는 배터리 등 별도 의 전원 이 필요 없 다 . 
 안압 측정 의 경우 도 개발 된 전극 을 사용 했 다 . 이때 이용 하 는 유전 층 은 전기 가 통하 지 않 는 층 으로 , 양전하 와 음전하 가 양쪽 으로 나뉘 는 극성 을 띠 는 게 특징 이 다 . 이 층 의 두께 는 안압 이 높 아 지 면 얇 아 지 고 , 낮 아 지 면 두꺼워 지 는 식 으로 변한다 . 안압 측정 센서 는 이 를 감지 해 안테나 로 정보 를 전달 한다 . 
 두 센서 가 동시 에 적용 된 스마트 콘택트렌즈 센서 는 렌즈 에 변형 이 생겨도 무선 으로 혈당 이나 안압 을 감지 할 수 있 다 . 또 사람 의 눈물 속 다양 한 물질 에 노출 돼도 센서 특성 이 유지 된다 . 게다가 개발 된 스마트 콘택트렌즈 는 기존 에 일반 적 으로 사용 되 는 소프트 콘택트렌즈 에 전자 센서 를 삽입 하 는 방식 이 라 일상 생활 에 쉽 게 적용 할 수 있 는 기술 이 다 . 스마트 콘택트렌즈 에 적용 할 수 있 는 두 종류 의 투명 전자 센서 를 구현 함 으로써 질병 ( 당뇨 와 녹 내장 ) 진단 의 새로운 길 을 연 셈 이 다 . 
 연구 가 바꿀 세상 을 기대 하 며 
 4 차 산업 혁명 시대 에 는 정보 가 점점 더 중요 해진다 . 모르 던 분야 에서 새로운 정보 를 얻 는 기술 은 우리 사회 에 엄청난 변화 를 만들 어 낼 수 있 다 . 어쩌면 세상 을 바라보 는 시각 을 변화 시킬 수 도 있 다 . 
 필자 의 연구실 에서 는 다양 한 정보 를 얻 을 수 있 는 센서 들 , 이 를 표현 할 수 있 는 다양 한 표시 소자 들 , IoT ( Internet of Things , 사물 인터넷 ) 시대 에 맞춰 정보 를 공유 할 수 있 는 무선 통신 시스템 등 을 연구 하 고 있 다 . 이러 한 연구 는 여러 기업 의 지원 을 받 아 진행 되 며 , 완성 도 높 은 기술 을 개발 하 기 위해 박차 를 가하 고 있 다 . 이렇게 개발 된 소자 들 은 언젠가 영화 에서 보 던 최첨단 장비 들 처럼 우리 의 일상 생활 에 거대 한 변화 를 가지 고 올 것 으로 기대 된다 . 
 박장웅 교수 팀 이 주도 한 연구 진 은 스마트 콘택트렌즈 를 한 단계 발전 시켜 지난 1 월 25 일자 Science Advances 저널 에 발표 했 다 . 왼쪽 부터 장지욱 연구원 박장웅 교수 김주희 연구원 박지훈 연구원 박영근 연구원 김소연 연구원 변영 재 교수 . | 사진 : 김경채 
 누구 나 어릴 적 공상 과학 영화 를 보 며 신나 는 상상 을 해 봤 을 것 이 다 . 특히 UNISTAR 들 은 다양 한 지식 을 배우 며 머릿속 으로 수많 은 아이디어 들 이 스쳐 지나가 는 경험 을 해 봤 을 것 이 다 . 이러 한 상상 과 아이디어 들 을 연구 하 고 개발 해 실제로 확인 할 수 있 다 . UNIST 신 소재 공학부 Wearable Electronics Lab 에서 상상 을 구현 하 고 세상 을 바꿀 프로젝트 를 함께 할 여러분 을 기다린다 . 
 글 신 소재 공학부 박장웅 교수 · 김주희 박사 과정 연구원 
 박장웅 교수 는 그래핀 등 나노 소재 개발 , 유연 및 신축성 전자 소자 ( Flexible & Stretchable Electronics ) 개발 , 인쇄 전자 ( Printed Electronics ) 에 대한 연구 를 수행 하 고 있 다 . 미래 창조 과학부 한국연구재단 중견 연구자 지원 사업 연구 책임자 로 활동 하 고 있 다 . 
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 UNIST 융합 경영 대학원 , 빅 데이터 전문가 양성 한다 
 “ 콘택트렌즈 로 혈당 , 안압 확인 하 세요 ” 
 “ LED 꺼지 면 당뇨병 ? ” 콘택트렌즈 로 편하 게 진단 하 자 ! 
 [ Science Magazine ] 4 : 21 THE LATEST IN SMART CONTACT LENSES 2017 Minds Eye Design 조 회수 11 만 회 11 : 48 
 박장웅 교수 홈페이지