미국 매사추세츠앰허스트대학교(University of Massachusetts Amherst) 연구진이 사람 피부의 땀을 휴대 기기의 동력원으로 활용하는, 반창고처럼 붙이는 바이오필름을 발명했다.

이 흥미로운 기술의 열쇠는 바이오필름 제작에 사용된 박테리아다. 지오박터 셀퍼레두신스라 불리는 이 박테리아는 전기를 생산하는 능력이 있다고 알려져 있으며, 미생물 배터리를 만드는 데 사용되기도 했다. 이번에 개발된 바이오필름은 피부에 있는 땀이 증발할 때 발생하는 에너지를 전기로 전환한다. 기존에 개발된 미생물 배터리와는 달리, 이 바이오필름 속 박테리아는 이미 죽은 상태이기 때문에 계속해서 먹이를 줄 필요가 없다.

연구 결과에 따르면, 지오박터균은 죽은 상태에서도 전기를 생산한다. 적정한 배양조건 아래에서 지오박터균은 “천연 나노와이어”로 상호 연결을 유지하면서 0.1mm도 안 되는 얇은 막으로 증식한다. 이렇게 형성된 막 안에 작은 회로를 새기고 두 개의 메쉬전극 사이에 넣은 다음, 유연하고 끈적이는 바이오폴리머로 밀봉하는 과정을 거쳐 피부에 붙일 수 있는 제품이 만들어진다. 제작 과정이 미생물에 의해 자연적으로 이루어진다는 점에서 이 바이오필름은 100% 친환경적이다.

피부에 필름을 붙이는 행위는 배터리에 연결하는 것에 비유할 수 있다. 하지만 배터리와 달리, 필름은 교체나 충전이 필요 없다. 결국, 전력 공급장치 문제를 해결함으로써 웨어러블 전자기기에 혁명을 가져올 수도 있다. 현재 개발된 형태를 기준으로, 바이오필름이 생산하는 전기는 의료용 센서와 개인용 전자제품과 같은 소형 기기를 작동하기에 충분한 양이다. 그러나 연구진은 여기서 더 나아가 훨씬 복잡한 기기를 구동할 수 있도록 필름의 크기를 키워 연구를 계속할 계획이다.

관련 논문은 국제학술지 Nature Communications를 통해 2022년 7월 28일에 발표되었다.

미생물 배터리의 사례는 네덜란드 디자이너 Teresa van Dongen의 작품에서 찾아볼 수 있다. 지오박터균을 사용해 제작한 Electric Life 조명과 Mud Well 설치작품에서 그녀는 박테리아를 계속해서 돌보는 과정에서 (살아있는) 대상과 그 소유주 간에 훨씬 밀접한 관계가 형성될 것이라고 주장했다.

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원문기사 전문보기: Biofilm developed to power wearable electronics with sweat (dezeen.com)