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화학硏 등 공동 연구팀 "국방·극한 환경 등 다양한 분야 활용"

연구 모식도
[한국화학연구원 제공.재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 물속에서도 자유롭게 작동하는 광(光)화학 기반 '소프트 로봇용 인공 근육'이 개발됐다.

한국화학연구원은 김현 박사와 부산대 이하범 교수,미국 텍사스 에이 앤 엠(Texas A&M)대 테일러 웨어(Taylor H.Ware) 교수 공동 연구진이 빛으로 움직이는 결정성 액정 탄성체 기반의 수중 로봇용 인공 근육을 개발했다고 2일 밝혔다.

기존 소프트 로봇용 동력 장치는 전기·공압·유압·열 등으로 구동되는데 배터리,모터,기어 등 복잡한 부품이 물에 노출되면 안정적 제어 등을 하기 어려웠다.

따라서 빛을 이용,변형을 유도하는 광열 또는 광화학 소재가 주목받고 있다.

연구진은 '아조벤젠 기능화된 결정성 액정 탄성체(AC-LCE)' 소재를 활용,물속에서 더 많은 형태 변형과 강력한 운동 능력을 구현했다.

강성이 조절되는 새로운 액정 고무 소재에 광화학 분자 '아조벤젠'을 넣어 빛을 받으면 움직이도록 만들었다.

그동안 활용이 힘들었던 스프링 구조 형태의 AC-LCE 인공 근육 소재를 선형 및 고리형으로 제작,로봇 부품처럼 조립해 성능을 실험한 결과,기존 광화학 기반 인공 근육 소재보다 늘어나거나 줄어드는 길이는 3배 이상,움직이는 힘은 포유류의 일반적인 근육보다 2배 이상 강했다고 연구진은 설명했다.

이 소재는 수중 환경에서 자외선과 가시광선으로 수축·이완을 원격 조절해 소프트 로봇에 동력을 제공,물속을 이동하게 하거나 로봇 손이 물체를 쥐거나 놓도록 하는 모습을 보여줬다.

배터리,기계장치,와이어,펌프 등 어떤 연결 없이도 빛 만으로 100회 이상 반복적으로 조작할 수 있었다.

연구진은 "기존 기계·전기 장치 기반 동력 장치 한계를 극복,온택트 대전 토토즐 페스티벌수중 환경에서도 별도 전원이나 기계장치 연결 없이 작동할 수 있는 차세대 소프트 로봇 소재 기술을 제시한 점에서 큰 의미가 있다"며 "추가 연구를 통해 의료,국방,극한 환경 등 다양한 분야 실용화도 목표로 하고 있다"고 말했다.

부산대 서원빈 학생이 제 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '스몰(Small)' 후면 표지 논문으로 게재됐다.

연구진
[한국화학연구원 제공.재판매 및 DB 금지]

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