□ 국내 연구진이 완전 유기고분자*로 된 인공근육**을 만들었다. 단순한 구조의 이온성 고분자와 딱딱한 금속전극 대신 유연한 자기조립성 고분자와 전도성 고분자*** 전극을 적용하여 유연성을 높인 것이다. 인체 친화성이 관건이 되는 웨어러블 디바이스(wearable device)에 적용할 수 있는 유연한 전자소자 개발에 기여할 것으로 보인다.

* 유기고분자 : 탄소를 포함하는 가볍고 유연한 고분자 재료. 이를 적용한 전자소자는 충격에 강하고 종이처럼 얇고 유연한데다 제작공정이 간단하여 주목받는다.

** 인공근육 : 전기에너지를 운동에너지로 변환시켜 실제 근육의 움직임과 유사하게 원하는 움직임을 만드는 구동기(액츄에이터)이다.

*** 전도성 고분자 : 전기가 통하는 플라스틱으로 전자들에 의한 산화 및 환원 반응에 의해 형상의 변화를 유도할 수 있다.

o 한국과학기술원(KAIST) 기계항공시스템공학부 오일권 교수(교신저자) 연구팀 전진한 박사과정 연구원(공동 제1저자)과 라비(Ravi) 박사(공동 제1저자) 및 전남대 기계공학과 기창두 교수가 공동으로 수행한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(핵심)의 지원으로 수행되었으며 연구결과는 재료분야 국제학술지(Advanced Functional Materials) 온라인판(7월 25일)에 게재되었다.

(논문명 : Bio-inspired all-organic soft actuator based on π-π stacked 3D ionic network membrane and ultra-fast solution processing)

□ 기존 인공근육용 이온성 고분자* 액추에이터**는 이온이 이동하는 내부 나노채널의 크기나 형상을 제어하기 어려워 성능향상이 어려운 한편 딱딱한 금속전극을 사용해 유연성에 한계가 있었다.

* 이온성 고분자 : 내부에서 선택적인 이온교환 또는 이온 전도성을 지닌 고분자

** 액츄에이터(actuator) : 외부에너지를 기계적 운동에너지로 변환시켜 움직이는 물질이나 소자



□ 연구팀은 3차원 채널형태로 조립되는 이온성 고분자에서 나아가 금속전극 대신 유연한 전도성 고분자 전극을 적용, 완전 유기고분자로 된 유연한 인공근육을 만들어 냈다.

o 웨어러블 디바이스나 햅틱* 전자소자, 차세대 디스플레이 등 유연한 생체 모사형 액츄에이터가 필요한 각종 기기에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

* 햅틱(haptic) : 인간과 기기가 촉각에 기반하여 정보를 주고 받는 기술



o 이렇게 만들어진 소프트 액추에이터는 기존 대비 2.7배 이상의 이온전도도와 3배 이상의 큰 굽힘 성능을 나타내 집적화나 저전력화에 유리한 것으로 나타났다.



□ 자기조립성 유기고분자가 이온이 이동할 수 있는 통로를 그물처럼 촘촘히 만들어 이온들이 내부에서 쉽게 이동하게 된다는 설명이다.

o 더불어 용액공정으로 전도성 고분자 전극을 쉽고 빠르게 만들 수 있어 기존 금속전극의 경직성을 극복하는 한편 경제성도 높일 수 있을 것으로 기대된다.

“이 자료는 미래창조과학부의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다.”

이전다음기사

다음기사7월 ICT 수출입 동향