본교 화공생명공학과 김정욱 교수 연구팀의 강동원 박사(현재 UCLA 박사후과정)가 실시간으로 혈당 농도를 측정할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발하였다. 당뇨 환자의 경우, 현재는 침습적인 방식(혈액 채취)으로 혈액 내 당의 농도(blood glucose level)를 측정해야 하며 이는 환자에게 큰 불편을 초래하고 있다. 본 연구진은 비침습적인 방식(렌즈 착용)으로 혈당 농도에 비례하는 눈물 내 당의 농도(tear glucose level)를 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발하였다.

스마트 콘택트렌즈 내의 센서를 구동하기 위해서는 전력이 공급되어야 한다. 기존 스마트 콘택트렌즈의 경우, 전력을 공급하기 위해 

현재 휴대폰에서 사용하는 방식과 동일한 무선충전장치를 눈 가까이에 착용해야만 했다. 하지만 렌즈 착용자의 안구에 지속적으로 전자기파가 흡수되고 안구에 열이 발생하는 등 안정성 면에서 큰 문제가 되어왔다. 본 연구에서는 눈물 속 당(화학 에너지)을 산화시켜 낮은 전압(수십-수백 mV)의 전기 에너지를 생성하는 연료전지, 그리고 생성된 전기 에너지를 착용자가 감지할 수 있는 가시광선으로 전환시키는 photonic crystal capacitor를 렌즈 내 삽입함으로써 외부 전력공급원 없이 가시광선 파장(색)에 따라 눈물 속 당 농도를 측정할 수 있는 콘택트렌즈를 개발하였다.

본 연구는 서강대 박정열 교수(기계공학과), 강문성 교수(화공생명공학과), 성균관대학교 권용석 교수(약학대학) 연구진과의 공동연구를 통해 진행되었으며, 재료분야 학술지인 ACS Nano (IF=18.027, JCR 상위 5.65%)에 개재되었다.

논문제목: Safe, Durable, and Sustainable Self-Powered Smart Contact Lenses

논문링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c05452

연구실 홈페이지: https://sites.google.com/site/jkimresearchgroup/home