썬텐만 해도 충전 끝! 인체용 태양전지 개발 소식

2008년 처음 개봉한 영화 아이언맨. 주인공 토니 스타크(로버트 다우니 주니어 분)은 공학자이자 무기개발회사의 최고경영자(CEO)로 나오죠. 슈퍼히어로인 아이언맨을 움직이게 하는 원동력은 가슴에 부착한 원자로입니다. 최근 피부에 넣는 태양전지를 국내 연구진이 개발하며 마치 ‘아이언맨’처럼 몸속에 삽입된 전자기기들에 전력을 구동해줄 수 있는 기술이 개발됐는데요! 그 이야기를 지금부터 시작해 볼게요. ^^

▲ 위 이미지는 인용의 목적으로 사용되었습니다. [이미지 출처 - 네이버 영화 (바로가기 클릭)]

아이언맨처럼 몸 속에 삽입된 기기를 통해 전력을 구동할 수 있게 해주는 기술은 이종호 광주과학기술원(GIST) 교수팀이 개발한 피부 속에 넣는 태양전지가 그 주인공입니다. 아이언맨 힘의 원천이 원자로라면, 이 장비는 태양전지가 원동력인 셈이죠.

현재 신체 기관의 능력을 보조하기 위해 많은 전자기기들이 인체에 삽입돼 사용되고 있는데요. 심장 박동수를 일정하게 유지하는데 도움을 주는 ‘심박 조율기’가 대표적인 사례입니다. 하지만 심박조율기의 배터리는 수명이 5~8년 정도에 불과해요. 따라서 일정 시간이 지나면 재수술을 통해 배터리를 바꿔 다시 인체 내부에 삽입해야 되는 번거로움과 위험이 있지요.

손바닥을 펴 태양을 가려보면 태양 빛이 어느 정도는 피부를 지나 태양광이 전달되는 것을 볼 수 있어요. 이종호 교수팀은 이점에 착안해 피부 속으로 들어오는 빛을 전기에너지로 전환하는 태양전지를 개발했습니다.

개발된 태양전지의 두께는 6~7㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m)로 머리카락보다 15배가량 얇습니다. 또 접히고 말려도 상관없는 유연한 소재로 제작됐기 때문에 신체활동에도 파손되지 않는다는 장점이 있지요!

체외 태양전지에서 생산된 전력을 체내로 공급하는 경우엔 피부를 통과해 인체 내부로 연결되는 전선이 필요합니다. 전선을 통해 균이 침입해 염증이 발생할 위험이 있지만 태양전지는 체내에서 완전히 삽입된 형태로 사용되기 때문에 염증 발생 위험도 현저하게 줄일 수 있어요!

개발된 태양전지는 647μW(마이크로와트)의 전력을 생산하는 능력이 있습니다. 하루 2시간 동안 쥐가 태양빛을 받는다면 현재 상용화된 심박조율기를 24시간 구동할 수 있는 전력입니다. 또한, 피부 위에 자외선을 차단하기 위한 자외선 차단제품을 발라도 전력 생산량이 유지됩니다. 효율을 높이기 위해선 목처럼 피부가 얇은 곳에 삽입하는 것이 좋겠지요.

체내 태양전지는 아직 상용화 되기에는 시간이 더 필요할 듯 해요. 하지만 머지 않아 심장병 환자나 유지 장치가 필요한 질병을 앓는 분들에게 꼭 필요하면서도 안전한 장치가 개발되겠지요. 태양광을 ‘아이언맨’처럼 이용할 수 있는 시기는 머지않아 도래할 것으로 보입니다.

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