김선칠 부교수

본 연구실은 인체 및 환경에 유해한 납을 대체하기 위한 초박막 방사선 차폐 소재 및 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 모르포 나비 날개 구조의 나노섬유를 모델링하여 0.1mm 두께의 초박막 방사선 차폐 종이를 개발하여, X선 100kVp에서 30%의 차폐 성능과 0.3mm 납당량에서 0.296mmPb를 구현했습니다. 이는 의료기관 및 산업현장에서 사용되는 차폐복의 경량화를 목표로 하며, 고밀도 충전 페이퍼의 필름 형태로 제작되어 자유로운 가공 및 다른 재료와의 혼용이 용이합니다. 또한, 마이크로 텅스텐 분말을 활용한 초경량 초박막 텅스텐 페이퍼는 반복 분산 및 열처리를 통해 인장강도가 우수하며, 대량생산 가능한 나노 공정 적용으로 제조 단가를 절감하고 가격 경쟁력을 확보했습니다. 이러한 기술은 경량 차폐복, 수술용 차폐장갑, 항공승무원 차폐원단 등 다양한 방사선 노출 환경에 적용될 수 있습니다. 더 나아가, 친환경 재활용 제품(굴 패각, 폐플라스틱, 폐대리석 등)을 활용한 무연 차폐 기술 개발과 차폐 크림, 급성 방사선 손상 예방 연구도 병행하며, 미래 방사선 안전 기술 혁신을 선도하고 있습니다.

본 연구 분야에서는 의료기관 방사선 차폐체의 친환경 소재 전환을 위한 심층적인 성능 평가 및 재료 연구를 수행합니다. 기존 납 차폐체의 문제점을 해결하고자 다양한 친환경 대체 물질의 X선 차폐 성능을 비교 분석하며, 특히 산화이테르븀(Ytterbium oxide)의 방사선 융합 차폐 성능을 평가했습니다. 연구 결과, 의료방사선 영역에서 산화이테르븀이 텅스텐보다는 다소 낮지만 황산바륨보다 우수한 차폐 성능을 보임을 확인했습니다. 이와 함께, 차폐 시트 단면 구조에서 입자 배열의 불균일성이 성능 저하의 요인임을 규명하고, 향후 입자 배열 구조 및 크기 조절을 통해 차폐 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 가능성을 제시했습니다. 또한, 본 연구실은 친환경 방사선 차폐 물질 개발의 일환으로 굴 패각, 폐플라스틱, 폐대리석 등 재활용 가능한 자원을 활용하여 경제적이고 효과적인 차폐 물질을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 방사선 차폐 분야의 기술 경쟁력을 확보하고, 친환경적이며 안전한 의료 환경을 조성하는 데 기여하고 있습니다.

본 연구실은 사용자 중심의 스마트 의료기기 개발과 그 기능적 융복합 요소 및 사용성 평가에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 환자의 편의성을 높이고 의료진의 효율성을 증대시키는 혁신적인 의료기기 솔루션을 모색합니다. 구체적으로는 스마트 자동 소변처리기의 기능적 융복합 요소와 사용 범위를 분석하고, 실제 사용 환경에서의 사용성 평가를 통해 제품 개선 방향을 제시했습니다. 이는 사용자 배뇨 습관, 장치 기능, 접근성 등 다양한 요소를 고려하여 최적의 제품을 개발하기 위함입니다. 또한, 실습 교육의 효과를 극대화하기 위한 의료 교육용 시뮬레이션 장비 개발에도 기여하고 있습니다. 예를 들어, 교체가 가능한 일회용 스킨 패드를 이용하는 상완 정맥 주사 실습 장치를 개발하여 실제와 유사한 환경에서 반복적인 실습을 가능하게 함으로써, 의료 교육의 질 향상에 중요한 역할을 하고 있습니다. 이러한 연구는 의료 현장의 미충족 수요를 해결하고, 사용자 친화적인 스마트 의료기기 개발을 통해 의료 서비스의 질을 높이는 것을 목표로 합니다.