배터리 충전 위해 수술?..."초음파로 몸속 기기 충전"

배터리 충전 위해 수술?..."초음파로 몸속 기기 충전"

2022.04.17. 오전 02:23
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[앵커]
인공 심박동기처럼 인체에 삽입하는 의료기기는 5~6년마다 한 번씩 수술로 꺼내 배터리를 바꿔줘야 합니다.

노인들에게는 몸에 무리가 클 수밖에 없는데요,

국내 연구진이 초음파로 에너지를 전달해 몸속의 의료기기를 무선 충전하는 기술을 개발했습니다.

김진두 기자가 보도합니다.

[기자]
심장 박동이 불규칙한 부정맥은 제때 치료를 받지 못하면 생명을 잃을 수도 있습니다.

이를 막기 위한 장치가 인공 심박동기, 페이스메이커입니다.

인체에 삽입하는 데, 5~6년에 한 번씩 수술로 배터리를 교체해야 합니다.

스마트폰처럼 무선으로 충전하는 방안을 떠올릴 수 있지만 충전할 수 있는 거리가 짧고 열이 발생하기 때문에 인체 사용이 불가능합니다.

국내 연구진이 이런 문제를 해결하기 위해 전기에너지를 초음파로 전달하는 방식을 개발했습니다.

물밖에 초음파 발생 장치를, 물 안에는 금색의 수신장치를 뒀습니다.

초음파 발생 장치의 전원을 켜자 물속에 잠겨 있는 LED 전구에 불이 들어옵니다.

물을 뚫고 거리도 있는 상태에서 충전이 이뤄진 것입니다.

인체에 삽입된 상태를 가정해 이번에는 돼지고기 안에 수신 장치를 넣고 초음파를 쏴 줬습니다.

그러자 일정 강도의 전기가 꾸준히 발생하는 게 모니터에 표시됩니다.

초음파를 수신하면 특수 금속이 진동을 일으킵니다.

이 진동이 아래쪽 금속과 부딪히며 정전기와 흡사한 마찰 전기를 발생시키는 원리입니다.

열이 발생하지 않고 에너지 효율도 크게 높여 배터리 충전이 가능한 수준입니다.

[허성훈 / KIST 전자재료연구센터 연구원 : 저희는 기존 연구와 다르게 (초음파) 수신부에 강유전체라는 물질을 추가함으로써 정전기와 같은 마찰 전기에서 발생하는 발전량을 크게 높일 수 있었습니다.]

연구진은 초음파 무선 충전 기술의 가능성을 확인한 만큼. 앞으로 실제 인체에 적용하는 연구를 진행할 계획입니다.

[송현철 / KIST 전자재료연구센터 책임연구원 : 가장 먼저 해결해야 할 문제는 인체에서 얼마나 안정적으로 작동할 수 있는지, 안전한지를 확인하는 것입니다. 앞으로 연구하는 방법에 따라 차이가 있겠지만 (상용화까지) 최소 3년에서 5년 정도 걸릴 것으로 생각하고 있습니다.]

이 기술은 해저 환경에서도 적용할 수 있을 것으로 보입니다.

초음파로 에너지를 전달하면 해저 드론이나 해저 무인 로봇의 활동 시간을 비약적으로 늘릴 수 있기 때문입니다.

YTN 김진두입니다.



YTN 김진두 (jdkim@ytn.co.kr)

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