달라붙는 OLED 마스크 기술 개발…피부 재생효과
얼굴이나 피부 등에 착 달라붙는 유기발광다이오드(OLED) 마스크 원천 기술이 개발됐다.
달라붙는 OLED는 콜라겐 합성과 피부재생 효과가 확인돼 향후 미용시장 등에 주목을 받을 전망이다.
한국연구재단에 따르면 KAIST 최경철 교수와 분당서울대병원 박경찬 교수 공동 연구팀은 소재나 형태에 무관하게 다양한 표면에 부착할 수 있는 이 얇고 유연한 광 치료용 '프리폼(Freeform·자유자재 형태) OLED'를 개발했다.
광 치료는 빛을 이용해 체내 생화학 반응을 촉진하는 것으로 발광다이오드(LED) 마스크, 레이저 기기 등이 대표적인 광 치료 기기이다.
최근 상처 치유나 주름 개선 등 피부 미용 분야에서 LED 마스크 기술이 주목을 받고 있지만 LED는 빛을 균일하게 쏘기 어렵고 딱딱한 형태에서 피부에 밀착할 수 없다는 한계가 있다.
연구팀은 매우 얇고 유연하며 균일하게 빛을 내는 특성이 있는 OLED를 이용해 피부뿐 아니라 옷감, 종이 등에 자유롭게 부착할 수 있는 프리폼 OLED를 제작했다.
개발한 프리폼 OLED는 4.8마이크로미터(㎛·100만분의 1ｍ) 두께의 박막 2개 층 사이에 0.4마이크로미터 두께 OLED를 넣은 샌드위치 구조로, 전체 두께가 10마이크로미터로 매우 얇아 다양한 소재의 표면에 붙일 수 있다.
바막층은 수분과 산소에 취약한 OLED를 보호할 수 있도록 외부와 차단하는 장벽층(barrier)과 플라스틱, 접착제를 합성해 제작했다.
옷감에 적용된 프리폼 OLED는 350마이크로미터 굴곡의 1000회 반복된 접힘에도 정상적으로 구동했다. 물세탁 후에도 구동 수명이 100시간을 넘어 옷과 모자와 같은 일상생활 소재와 접목해도 효율적인 사용이 가능함을 확인했다.
이렇게 만든 프리폼 OLED는 피부 상처와 재생에도 효과를 보였다.
실험쥐의 피부상처에 프리폼 OLED를 붙여 빛을 쬐어주니 8일 후 상처치유를 돕는 각질형성세포(상처 치유에 중요한 역할을 하는 피부 표피 세포)가 21% 재생됐고 피부영역확장(15%) 등의 효과를 확인했다.
광 치료를 하지 않은 대조군은 각질형성세포가 전혀 재생되지 않았다.
실제 사람의 표피와 내피를 구성하는 세포로 만든 인공피부 모델에 프리폼 OLED를 붙이고 10∼20분 동안 빛을 쪼여준 결과 광 치료를 하지 않은 대조군보다 표피가 30% 이상 두꺼워졌다.
표피가 두꺼워졌다는 것은 피부가 재생됐다는 것을 의미한다.
최경철 교수는 "피부 미용을 위한 마스크팩, 상처 치유용 패치뿐만 아니라 옷이나 모자 등에 부착하는 광 치료용 웨어러블 기기로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '빛 : 과학과 응용'(Light: Science & Applications)에 게재됐다.
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