시카고 대학교와 코넬 대학교의 연구에 따르면, 이번 달 ‘네이처’에 발표된 연구 결과에 따르면, 2050년까지 혈당 측정기, 초음파 패치, 혈압계와 같은 웨어러블 의료기기에 대한 수요가 매년 거의 20억 개에 달할 것으로 예상되며, 이는 현재 수요의 42배에 해당한다. 이러한 기기들은 환자의 안전을 보장하는 데 도움을 주지만, 100만 톤의 전자 쓰레기와 1억 톤의 이산화탄소를 발생시켜 환경에 큰 영향을 미칠 수 있다.
웨어러블 의료기기는 점점 더 보편화되고 있다. 대다수의 웨어러블 의료기기는 사용 횟수가 적게 설계되었으며, 장기간 사용 시 성능 저하나 감염 위험으로 인해 소비자 전자기기보다 더 빠르게 폐기될 수 있다. 이번 연구에서 저자들은 이러한 기기의 환경 영향을 측정하는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 원자재 채굴 과정, 생산에 소요되는 에너지, 폐기 후 발생하는 쓰레기까지 기기의 전체 생애 주기를 고려한다.
분석 결과, 기기의 환경 영향의 대부분은 전자 기능을 제어하는 ‘두뇌’인 인쇄 회로 기판에서 발생한다. 시카고 대학교의 보즈히 티안 교수는 “하나의 기기에서 발생하는 탄소 발자국의 70% 이상이 인쇄 회로 기판에서 나온다”고 밝혔다. 티안 교수에 따르면, 많은 사람들이 생각하는 것과는 달리, 플라스틱은 전체 환경 영향에서 작은 비중을 차지한다. 예를 들어, 기기 내 모든 플라스틱을 생분해성 재료로 교체하더라도 영향은 3%만 줄어든다. 반면에, 인쇄 회로 기판은 금과 같은 귀금속을 필요로 한다. 이러한 재료의 채굴은 소량일지라도 많은 에너지를 소모하고 많은 폐기물을 발생시킨다.
연구팀은 웨어러블 의료기기의 탄소 배출량을 줄이기 위한 두 가지 잠재적 해결책을 제시했다. 첫 번째는 금 대신 구리나 알루미늄과 같은 더 쉽게 채굴할 수 있는 재료를 사용하는 새로운 칩을 개발하는 것이다. 두 번째는 기기를 모듈 형태로 설계하여 인쇄 회로 기판을 유지하고 외부 케이스만 교체할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 재생 가능한 에너지만을 사용하여 기기를 생산하는 등의 다른 해결책도 제안하여 탄소 배출량을 15% 줄일 수 있다.
글로벌 기술 및 헬스케어 기업들이 웨어러블 기기에 대한 투자를 강화하고 있는 가운데, 티안 교수와 동료들은 그들의 연구가 유사한 연구를 촉진하는 데 도움이 되길 바라며, 지속 가능한 발전을 향한 사회의 진전을 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.