국내 연구진이 완전 유기분자로 구성된 인공근육을 개발했다. 이에 따라 최근 다양한 형태로 개발되고 있는 웨어러블 디바이스에 적용할 수 있는 유연한 전자소자 개발에 탄력이 붙을 것으로 전망된다.
미래창조과학부는 카이스트 기계항공시스템공학부 오일권 교수 연구팀과 전남대 기계공학과 기창두 교수가 딱딱한 금속전극 대신 유연한 전도성 고분자 전극을 적용해 유연한 인공근육을 개발했다고 6일 밝혔다.
유기고분자는 탄소를 포함하는 가볍고 유연한 고분자 재료로, 이를 적용한 전자소자는 충격에 강하고 종이처럼 얇고 유연한데다 제작공정이 간단하다는 특장점이 있다.
인공근육이란 전기에너지를 운동에너지로 변환시켜 실제 근육의 움직임과 유사하게 원하는 움직임을 만드는 구동기(액추에이터)를 말한다.
연구팀에 따르면 기존 인공근육용 이온성 고분자 액추에이터는 이온이 이동하는 내부 나노채널의 크기나 형상을 제어하기 어려워 성능향상이 어려울 뿐 아니라 딱딱한 금속전극을 사용해 유연성에 한계가 있었다.
이에 연구팀은 3차원 채널형태로 조립되는 이온성 고분자에서 나아가 금속전극 대신 유연한 전도성 고분자 전극을 적용, 완전 유기고분자로 된 유연한 인공근육을 만드는데 성공했다.
이번에 개발된 인공근육은 기존 대비 2.7배 이상의 이온전도도와 3배 이상의 큰 굽힘 성능을 나타내 집적화나 저전력화에 유리하다.
연구팀은 "자기조립성 유기고분자가 이온이 이동할 수 있는 통로를 그물처럼 촘촘히 만들어 이온들이 내부에서 쉽게 이동할 수 있게 된 것"이라며 "아울러 용액공정으로 전도성 고분자 전극을 쉽고 빠르게 만들 수 있어 기존 금속전극의 경직성을 극복하는 한편 경제성도 높일 수 있다"고 설명했다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(핵심)의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 재료분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 온라인판 7월 25일자에 게재됐다.
bbrex@fnnews.com 김혜민 기자
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