가천대학교 전용민, 권상직, 조의식 교수 연구팀이 ㈜이노큐디, 충북대 권정현 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 탈모 피부에 부착하여 모발 증식 효과를 발휘하는 양자점-유기발광다이오드(QD-OLED) 패치를 개발했다. 이는 웨어러블 전자약으로 개발된 세계 최초의 사례다.
한국연구재단에 따르면, 이 패치는 실시간으로 광 파장 변환이 가능한 고출력 의료용 웨어러블 QD-OLED 패치로, 인체에 부착해 진단과 치료를 동시에 수행할 수 있다. 기존 OLED 기술은 고출력과 실시간 파장 변화에 한계가 있었으나, 이번 연구팀은 저전압에서도 높은 출력을 낼 수 있는 병렬 적층형 청색광 OLED와 유연한 QD 필름을 통해 이 문제를 해결했다.
연구진은 병렬로 적층된 청색 OLED를 개발하여 단층 OLED 대비 435% 향상된 고출력을 구현했으며, 다기능성 봉지막 필름을 통해 OLED를 보호하고 청색광 반사 성능을 강화했다. 이로 인해 기존 15%의 양자점 광변환 효율이 최대 68%로 증가했다.
이번 연구에서 개발된 웨어러블 QD-OLED 패치는 모발치료 및 심박수 측정 성능을 검증한 결과, 모발의 성장을 담당하는 모유두세포에 부착했을 때 최대 23%의 증식 효과를 보였으며, 실시간 심박수 측정도 가능함을 확인했다.
전용민 교수는 “상용화 수준의 고출력, 고신뢰성 QD-OLED 패치 기술을 확보했으며, 웨어러블 디스플레이뿐만 아니라 전자약, 센서, 광의학 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 화학 공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 2024년 9월 25일 게재되었다.
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