돼지 위장에서 사흘 작동하는 ‘먹는 종이 배터리’ 개발 [사이언스 브런치]

출처 : 서울신문

링크 : https://v.daum.net/v/20260922173311331

요약 : 미국 매사추세츠공과대 기계공학과, 전기공학, 컴퓨터과학과 등의 공동 연구팀은 마그네슘과 삼산화몰리브데넘으로 만든 생체흡수성 종이 배터리를 개발하고 돼지 실험으로 안전성을 확인했다고 밝혔다.

삼키거나 몸에 심는 전자기기는 전원 공급이라는 문제가 있었다. 이에 연구팀은 음극에 마그네숨 합금, 양극에 삼산화몰리브데넘과 셀룰로스 나노섬유, 활성탄을 7대 2대 1로 섞은 종이 형태의 복합체를 만들었다. 특히, 셀룰로스 나노섬유는 효소로 체내에서 쉽게 분해될 수 있고, 전해질은 콜린 염화물과 젖산을 녹여 만든 생분해성 이온성 액체를 젤라틴 겔에 섞어 굳혔고 전체를 밀랍으로 감싸 위산에 너무 빨리 녹지 않도록 했다. 또한, 종이 배터리의 개방 회로 전압은 1.84V이며, 계속 방전시켜도 하루동안 1.6V 안팎을 유지했다.

연구팀이 사람과 유사한 위장 구조를 가진 요크셔종 돼지에 내시경으로 캡슐을 넣고 사흘간 관찰한 결과, 캡슐은 장으로 넘어가지 않고 위에 머물렀다. 전압의 경우, 날이 지날수록 서서히 떨어졌다. 1주일이 지날 시에는 겔 전해질이 마르고 마그네슘이 부식되며 성능이 급격히 떨어지는 것이 관찰됐다. 그에 더해, 연구팀이 모의 위액으로 분해 실험을 진행한 결과, 종이 배터리는 수 주 내에 부서졌고, 캡슐은 40일 안에 대부분 녹았다.

연구를 이끈 지오반니 트라베르소 MIT 교수에 따르면 이번 연구는 회수 절차를 없애고 기기가 몸에 남을 위험과 위장관 내 전자 폐기물을 함께 줄인다는 점에서 지속 가능하고 환자 친화적인 생체전자 의학으로 가는 중요한 단계로 평가받는다.

한 줄 요약 : 미국 매사추세츠공과대 공동 연구팀이 생체흡수성 종이 배터리를 개발하고 돼지 실험으로 안전성을 확인한 것으로 드러났는데, 이 종이 배터리는 기존의 전원 공급이라는 문제를 해결하고, 생체 분해가 되는 등의 장점을 지녀 앞으로 지속 가능하고 환자 친화적인 생체전자 의학으로 가는 중요한 발판이 될 것으로 보인다.