[과학향기 for kids] 피부에 그림을 그리면 몸속 신호가 보인다? : KISTI의 과학향기

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[과학향기 for kids] 피부에 그림을 그리면 몸속 신호가 보인다?

<KISTI의 과학향기> 제3061호 2026년 09월 07일

축제나 운동회에서 페이스 페인팅을 해본 적 있나요? 얼굴에 물감으로 꽃이나 나비 같은 걸 예쁘게 그리는 거요. 그런데 이 페이스 페인팅으로 심장이 얼마나 뛰는지 측정하고, 로봇 팔까지 움직일 수 있다면 어떨까요? 최근 과학자들이 이런 놀라운 기술을 개발했답니다.

사진 1. 축제나 운동회에서 얼굴에 그림을 그려주는 페이스 페인팅 활동을 흔히 볼 수 있다. ⓒShutterstock

우리 몸에도 전기가 흐른다?

우리 몸은 심장이 뛸 때, 근육을 움직일 때, 뇌가 활동할 때마다 아주 작은 전기 신호를 만들어 내요. 이 신호를 읽으면 심장이 건강하게 잘 뛰고 있는지, 뇌가 제대로 활동하는지 알 수 있죠. 이 전기 신호를 잡아내는 장치를 ‘전극’이라고 해요. 병원에서 심장 검사를 받을 때 가슴에 동그란 패드를 붙이는 걸 본 적 있나요? 그게 바로 전극이에요.

그런데 공장에서 미리 만들어진 전극을 피부에 붙이면, 피부와 전극 사이에 아주 작은 공기층이 생겨요. 이 틈 때문에 신호가 흐릿하게 잡히거나, 운동하다 보면 전극이 떨어져 버리는 문제가 생기죠. 땀이 나거나 털이 많은 부위에서는 더 심해요.

사진 2. 병원에서 심장 검사를 받을 때 피부에 붙이는 동그란 패드가 전극이다. ⓒShutterstock

미국 펜실베이니아주립대 연구팀은 이 문제를 색다른 방법으로 해결했어요. 피부에 직접 그릴 수 있는 특수 잉크를 만든 거예요. 잉크를 피부 위에 바르면 10분 안에 굳으면서, 그 자체로 전극이 된답니다. 피부와 사이에 틈이 없으니 신호도 훨씬 정확하게 잡히는 거죠.

상어 그림으로 몸의 신호를 잡아라!

이 잉크는 여러 종류의 플라스틱 성분과 산성 물질을 물에 섞어 만들었는데, 식용 색소를 넣으면 원하는 색으로 바꿀 수 있어요. 좋아하는 캐릭터 모양이나 동물 그림으로 그려도 되는 거죠. 연구팀도 실제로 팔에 상어나 여우 같은 귀여운 동물을 그려 실험을 진행했답니다.

사진 3. 미국 펜실베이니아주립대 연구팀은 피부에 그림을 그려 심장 신호를 측정하는 특수 잉크를 개발했다. ⓒWanqing Zhang

연구팀은 팔에 잉크 전극을 그린 뒤, 12시간 동안 심장 신호를 측정했어요. 일상생활은 물론 운동하는 동안에도 전극이 떨어지지 않고 신호를 정확하게 잡아냈죠. 심지어 이 잉크로 로봇 손도 움직였어요. 팔뚝에 그린 잉크 전극으로 근육 신호를 읽은 뒤, 그 신호를 로봇 손에 연결했더니 신체 접촉 없이도 로봇 손이 움직인 거예요. 손으로 숫자 2를 표현하면 로봇 손도 똑같이 숫자 2를 만들어 냈답니다.

이 잉크 전극의 또 다른 장점은 다 쓰고 나면 물로 씻어 지울 수 있다는 거예요. 필요할 때 다시 그리면 그만이죠. 잉크 한 병으로 며칠 동안 전극을 여러 번 새로 그릴 수 있어요. 연구팀은 앞으로 혈당이나 스트레스 호르몬 같은 건강 신호까지 측정할 수 있도록 연구를 이어갈 계획이에요. 언젠가는 병원에서 “팔에 잠깐 그림 그려드릴게요” 하는 날이 오지 않을까요?

※ 교과서 연계 - 이번 과학향기 에피소드는 어떤 교과 단원과 관련돼 있을까?

5학년 2학기 과학 - 물체의 운동
6학년 2학기 과학 - 전기의 작용

글: 오혜진 동아에스앤씨 기자 / 일러스트: 감쵸 작가

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