[더구루=진유진 기자] 옥스퍼드대학교 연구진이 생체 의료 기기에 활용될 수 있는 세계 최소형 리튬 바이오 배터리를 개발했다. 이번 연구는 차세대 생체 의료 기기에 필요한 핵심 전원 솔루션을 제공함으로써 관련 분야에 혁신적인 진전을 가져올 것으로 기대된다.

29일 업계에 따르면 옥스퍼드대 화학과·약리학과 과학자들로 구성된 연구진은 심장 제세동과 심장박동 조절 등 생체 의학 응용 분야를 위한 초소형 소프트 리튬이온배터리를 개발했다.

해당 배터리는 빛으로 활성화되며 충전이 가능하고, 사용 후 생분해되는 특징을 지녀 에너지 밀도가 뛰어나다. 약물 방출과 심장 제세동, 마이크로 로봇 전원 공급 등 다양한 생체 의학 응용에 적합하다.

생체 의료 기기의 경우 안전성과 최소한의 침습적 적용이 요구되며, 부드러운 소재로 구성된 전원이 필요하다. 고용량과 생체 적합성, 생분해성, 원격 제어 가능성 등 다양한 특성을 갖춰야 하지만, 이러한 요건을 모두 충족하는 배터리는 아직 시장에 존재하지 않았다.

이에 옥스퍼드대 연구진은 생체 적합성 하이드로겔 방울을 이용해 초소형 리튬이온배터리를 설계하는 데 성공했다. 해당 배터리는 계면활성제 지원 조립법을 통해 각각 10나노리터(nL) 부피의 세 개 하이드로겔 방울을 결합하며, 이 중 두 방울에는 리튬이온 입자가 포함돼 에너지를 생성한다. 이를 통해 연구팀은 생체 적합성과 효율성을 모두 갖춘 새로운 배터리를 탄생시켰다고 강조했다.

특히 합성 세포 사이에서 충전된 분자의 이동에 전력을 공급하며, 마우스 심장의 박동과 제세동을 제어하는 실험에서도 성능을 입증했다. 자성 입자를 포함해 이동식 에너지 운반체로도 활용될 수 있다. 연구팀은 동물 모델을 통해 심장 부정맥 등 심혈관 질환 관리에 적용할 수 있는 무선·생분해성 솔루션으로서의 잠재력을 확인했다.

이번 연구 수석 연구원인 유지아 장 옥스퍼드대 화학과 박사는 "현재까지 가장 작은 하이드로겔 리튬이온배터리로, 에너지 밀도가 뛰어나다"고 설명했다.