경희대 연구팀, PC 부품으로 그래핀 신경세포칩 간편 설계 기술 개발

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쉽게 구할 수 있는 PC 부품을 이용해 정교한 신경세포칩을 설계하는 기술이 개발됐다. 그동안 어려웠던 신경세포칩 상용화를 앞당기는 새로운 전기가 될 전망이다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 강경태·이민형 경희대 응용화학과 교수팀이 PC DVD 드라이브 적외선 레이저를 활용해 그래핀 물질 위에 신경세포 흡착 및 신경돌기 성장 방향을 제어하는데 성공했다고 31일 밝혔다.

PC DVD 드라이브의 적외선 레이저를 이용해 신경세포칩을 설계 및 제작하는 원리
<PC DVD 드라이브의 적외선 레이저를 이용해 신경세포칩을 설계 및 제작하는 원리>

신경세포칩은 살아있는 신경세포를 이차원 기판 전극 위에 배양한 바이오칩이다. 신경계 정보처리 및 뇌 기능 연구, 인공 뇌 연구, 뇌 상호작용전자소자 개발에 필요한 핵심 기반이다.

그래핀이 주된 칩 기반 물질이다. 그래핀은 바이오 적합성이 뛰어나고 신경세포 성장을 자극한다. 다루기 어렵고 칩 개발에 필요한 설비도 많아 실제 회로 제작에는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 기술은 DVD 드라이브 내 적외선 레이저와 PC용 레이블 이미지 소프트웨어(SW)를 이용해 간단하게 그래핀 표면에 신경세포 친화 패턴을 형성한다. 레이저가 그래핀 표면을 환원시켜 신경세포 흡착에 적합한 환경으로 변화시키는 원리다. 이를 이용하면 칩 위에 형성한 신경돌기가 성장하는 방향을 제어하는 '유도 시스템'도 구현할 수 있다. 값 비싼 전문 장비와 인력 없이도 신경세포칩을 설계·제작할 수 있다.

강경태, 이민형 경희대 교수
<강경태, 이민형 경희대 교수>

연구팀은 이 기술이 신경세포칩을 다루는 신경 전자기기 및 센서 분야 발전에 기폭제 역할을 할 것으로 기대했다. 관련 기술에 대한 특허작업을 하고 있다.

강경태 교수는 “새로 개발한 기술은 그래핀 산화·환원 패턴을 이용해 쉽게 세포를 정렬하고, 전극 역할을 하는 패턴도 만들 수 있다”면서 “매우 간단하게 신경세포칩을 구현할 수 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com