덥고 습한 여름철, 계속 흐르는 땀은 기분을 불쾌하게 만들지만 땀은 건강 상태를 가늠하는 데 이용할 수도 있다. 혈액을 얻을 때처럼 주삿바늘을 찌르지 않고도 몸 밖에서 쉽게 채취할 수 있는 데다 다양한 화학적 생체정보를 담고 있어 최근 땀을 이용해 건강상태를 파악하는 센서가 속속 개발되고 있다.
특히 피부에 파스처럼 붙이는 스티커형 센서는 가볍고 이물감이 적어, 일상에서 쓸 수 있을 뿐 아니라 운동선수의 강도 높은 훈련에도 활용될 것으로 기대를 모은다.
최정일 국민대 기계공학부 교수는 이런 스티커형 땀 센서를 개발하는 연구를 하고 있다. 최 교수는 "땀에는 건강 상태를 파악할 수 있는 마커들이 존재한다"며 "땀 속 염화이온 농도로 전해질 부족 여부를 파악할 수 있고, 포도당 농도를 바탕으로 혈당을 유추할 수 있으며 땀의 양을 측정해 탈수 정도를 확인할 수도 있다"고 설명했다.
최 교수는 운동할 때나 사우나 등에서 붙이고 있으면 건강 상태를 알려주는 스티커형 센서를 만들어 2월 미국화학회(ACS) 학술지 'ACS 센서'에 발표했다.
센서에는 땀을 모을 수 있는 수백 ㎛(마이크로미터, 1㎛=100만분의 1m) 길이의 채널이 여럿 나 있다. 채널 속에는 땀 속 포도당 농도를 비롯해 염화이온과 젖산 농도에 따라 색이 변하는 물질이 들어있어 농도에 따라 다른 색으로 표시된다.
가령 염화이온 농도가 10mM일 때는 센서에서 흰색에 가깝게 보이지만 25mM이 되면 분홍색, 100mM이 되면 보라색 등으로 짙어진다.
포도당 농도 역시 10μM일 때는 흰색으로 보이지만 75μM에서는 옅은 노란색, 125μM에서는 개나리색으로 진해진다. 센서로는 땀 소실량도 알 수도 있으며 피부 표면 온도도 측정할 수 있다.
최 교수는 "색을 기반으로 각 물질의 농도를 확인할 수 있기 때문에 누구나 맨눈으로 건강 상태를 연속적으로 모니터링할 수 있다"고 말했다.
또 "전기회로가 없어, 적은 단가로도 센서를 생산할 수 있는 것도 장점"이라고 소개했다.
그는 6월에는 땀이 센서에 들어온 시간까지 측정할 수 있는 센서를 제작해 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials)에 발표하기도 했다.
최 교수는 "스티커형 땀 센서는 운동 뒤 수분 섭취를 정확하게 할 수 있게 도와 선수의 경기력을 극대화하도록 스포츠 분야에도 사용할 수 있다"고 전했다.
그는 2월에는 수영선수나 철인 3종 경기 선수도 이용할 수 있게 방수 처리된 땀 센서를 제작한 바 있다.
이 센서로는 땀 속 염화이온의 농도와 모은 땀의 양, 피부 온도 등을 측정할 수 있다.
센서 가장 윗부분에는 근거리무선통신(NFC) 칩이 있어 측정한 데이터를 태블릿PC나 스마트폰으로 전송할 수 있다.
전송된 정보는 애플리케이션(앱)을 통해 이용자가 이해할 수 있는 정보로 변경된다. 최 교수는 "운동을 하지 않고도 일상생활에서 흘리는 미세한 땀을 이용해 몸 상태를 측정하는 연구를 진행 중"이라고 연구 방향을 전했다.