소프트 콘택트렌즈에 삽입 가능한 투명하고 유연한 센서를 적용한 스마트 콘택트렌즈를 착용하면 착용자의 혈당과 안압을 무선으로 실시간 모니터링 할 수 있다. 

UNIST(총장 정무영)는 박장웅 신소재공학부 교수가 주도한 공동연구팀이 그래핀과 금속 나노와이어를 기반으로 당뇨병과 녹내장 진단이 가능한 '스마트 콘택트렌즈 센서'를 개발했다고 27일 밝혔다. 

혈액 내 포도당(혈당) 농도를 기준으로 진단하는 당뇨병은 혈당이 기준치보다 높으면 고혈당증으로 2시간 이상 지속되면 당뇨병이 된다. 또 실명 원인 중 하나인 녹내장은 안구의 압력(안압)을 측정, 안압이 높은 상태가 계속되면 시신경을 압박해 녹내장이 생기게 된다. 

혈당은 눈물로도 측정이 가능해 그동안 콘택트렌즈로 당뇨병을 모니터링하려는 시도가 많았다. 하지만 기존 스마트 콘택트렌즈에 사용되던 전극은 불투명해 눈에 꼈을 때 시야를 가리는 문제가 있었다. 더욱이 실제 렌즈가 아닌 렌즈 모양의 플라스틱이라 착용하기도 어려웠다. 

이에 연구팀은 투명하고 유연한 재료로 센서를 만들었다. 투명도가 높고 신축성이 좋은 그래픽과 금속 나노와이어로 전극을 제작했다. 이 센서를 이용하면 눈물 속 혈당을 감지하고 이 정보를 무선 안테나로 보내 착용자의 건강 상태를 실시간으로 파악하게 된다. 

무선 안테나가 전력을 이용해 센서의 정보를 읽어오기 때문에 스마트 콘택트렌즈에는 배터리 등 별도의 전원이 필요 없다. 

연구팀은 또 안압 측정을 위해 유전층을 이용했다. 유전층은 전기가 통하지 않는 층으로 양전하와 음전하가 양쪽으로 나뉘는 극성을 띈다. 이 층의 두께는 안압이 높아지면 얇아지고 낮아지면 두꺼워지는 식으로 변화, 안압 측정 센서는 이를 감지해 안테나로 정보를 전달하게 된다. 

두 센서가 동시에 적용된 스마트 콘택트렌즈 센서는 렌즈에 변형이 생겨도 무선으로 혈당이나 안압을 감지할 수 있으며, 사람의 눈물 속 다양한 물질에 노출돼도 센서 특성이 유지된다. 소프트 콘택트렌즈에 전자 센서를 삽입하는 방식이라 착용감도 우수하다고 연구팀은 설명했다. 

연구팀은 스마트 콘택트렌즈를 동물 실험에도 적용해 혈당 모니터링에도 성공했다고 밝혔다. 

박장웅 교수는 "스마트 콘택트렌즈에 적용할 수 있는 투명 전자센서를 구현함으로써 당뇨와 녹내장을 진단할 길을 열었다"며 "영화 '마이너리티 리포트'나 '미션 임파서블'에서 볼 수 있었던 스마트 콘택트렌즈 구현에 한 걸음 더 다가갈 수 있도록 연구를 지속할 계획"이라고 말했다.