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Nikkei X-TECH_2023.7.28

섬유 위에서 동작하는 새로운 이온 센서 개발
도쿄이과대학, 땀을 통해 탈수 상태 파악

도쿄이과대학의 연구팀은 사람의 땀을 실시간으로 측정해 탈수 상태를 파악할 수 있는 새로운 이온 센서를 시작(試作)했다. 이 센서의 특징은 천이나 종이 위에 열전사(熱轉寫) 인쇄해도 정상적으로 동작하는 것이다. 이 센서가 부착된 의류를 착용하고 모니터링하면 탈수 증상의 조기 발견으로 이어질 수 있다.

사람의 땀에는 다양한 성분이 함유되어 있어 이것을 측정함으로써 생체 정보를 파악할 수 있다. 탈수 시에는 체내 나트륨과 칼륨, 염화물의 이온 농도에 이상이 발생한다.이번에 시작된 이온 센서는 이러한 이온 농도의 차이로 인해 발생하는 기전력(起電力)의 변화를 측정한다.

연구팀은 나트륨과 칼륨, 염화물, 암모늄의 각 이온을 측정할 수 있는 센서를 시작했다. 각 센서로 인공 땀을 측정한 결과, 모든 센서에서 올바른 데이터를 확인할 수 있었다고 한다.

연구팀은 4개의 센서 중 염화물 이온 센서를 인체에 부착해 거동을 확인했다. 건강한 남성이 자전거 머신으로 30분간 운동하며 흘린 땀을 측정한 결과, 땀의 염화물 이온 농도는 운동 시간과 부하가 늘어남에 따라 증가하다가 운동 후 감소했다.

연구팀은 이와 동시에, 이 남성의 발한량과 혈중 염화물 이온 농도, 타액 침투압을 각각 다른 시판 센서로도 측정했다. 측정한 결과, 발한량과 혈중 염화물 이온 농도, 타액 침투압은 모두 땀의 염화물 이온 농도와 상관이 있었다. 그 중에서도 탈수의 지표가 되는 타액 침투압과의 관계가 깊었다고 한다. 즉, 시작한 염화물 이온 농도 센서의 데이터를 탈수의 지표로 이용할 수 있는 것이다.

현재, 시작 센서로 검출할 수 있는 이온은 1종류이다. 연구팀은 향후 하나의 센서로 복수의 이온 농도를 측정할 수 있는 통합형 센서 개발을 추진할 계획이라고 한다.

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