일본산업뉴스요약

땀으로 열사병 위험 감지하는 센서
도쿄이과대, 슬림형 센서로 의복에 장착 / 스마트폰으로 데이터 전송

도쿄이과대학의 시탄다(四反田) 교수팀은 땀에 포함된 염분 농도로 열사병에 걸릴 위험을 감지하는 슬림형 센서를 개발하였다. 염분에 반응하는 특수한 잉크를 기판 표면에 인쇄하여 열을 가하는 방법으로 의복에 장착할 수 있는 센서를 만들었다. 측정 데이터는 스마트폰으로 상시 송신한다. 스포츠 선수 등이 몸에 장착하여 컨디션 관리에 활용할 수 있다. 3년 후를 목표로 실용화를 추진한다.

땀을 많이 흘리면 체내의 수분과 함께 염분이나 미네랄도 같이 방출된다. 열사병이나 저나트륨혈증의 발생 원인이 되기도 하기 때문에 정기적으로 염분 등을 섭취할 필요가 있다. 염분 농도의 저하를 빠르게 센서로 감지하여 적절하게 처리할 수 있다면 열사병 등을 예방할 수 있다.

지금까지는 염분의 부족을 알기 위해서는 채혈이나 땀을 모아 해석하는 등의 방법이 일반적이었다. 그러나 시간과 수고가 드는 문제가 있다. 개발한 슬림형 센서가 실용화되면 스포츠 선수나 땡볕 아래에서 일하는 작업자들의 컨디션 관리가 용이해진다.

염분인 나트륨이온에 반응하는 재료가 들어간 잉크나 회로가 되는 탄소잉크 등을 부드러운 기판 위에 겹쳐서 인쇄하여 센서를 만들었다. 염분에 반응했을 때의 전위 차로 농도를 산출한다. 센서는 슬림형 무선통신기기를 갖추고 있어 케이블 등으로 연결하지 않아도 원격에서 장착한 사람의 건강 상태를 파악할 수 있다.

열과 압력을 가하면 기판에서 센서가 떨어져 의복에 붙는다. 피부에 직접 닿지 않아도 속옷과 같은 얇은 의복이라면 스민 땀에서 염분을 검출할 수 있다. 측정한 데이터는 스마트폰 등에 상시 전송하여 그래프화하여 한 눈에 염분 상태를 파악할 수 있도록 하였다.

실험에서는 센서를 팔에 장착하고 헬스자전거를 30분간 탔다. 땀의 염분 농도를 무선으로 스마트폰에 계속 전송하여 그래프로 표시하였다. 운동을 계속하는 동안에 염분 농도가 서서히 올라가는 것을 확인하였다.

한번에 많은 센서를 만들 수 있기 때문에 제조 비용을 억제할 수 있다. 앞으로는 피로와 관련이 있다는 암모니아 등 염분 이외에 땀에 포함된 성분도 측정할 수 있는 기술을 개발할 계획이다. 다양한 성분을 파악할 수 있다면 컨디션 관리나 병의 조기 발견 등에 도움이 될 것이다.

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