국내 연구진이 '액정 탄성체'를 이용해 튼튼하고 재활용 가능한 인공근육을 개발했다.
부산대(총장 차정인)는 안석균 응용화학공학부 교수 연구팀과 김동균 한국화학연구원 연구팀이 공동으로 액정 탄성체(액정과 고무 특성을 결합한 고분자)를 기반으로 새로운 인공근육 소재 합성에 성공했다고 30일 밝혔다.
이 '인공근육'은 인체 근육처럼 다양한 동작을 구현할 수 있다. 무거운 물건을 들어 올릴 수 있고 심지어 상처 회복까지 가능해 폭넓은 활용이 기대된다.
'액정 탄성체'는 액정물질을 고무처럼 만든 스마트소재다. 온도변화에 따라 높은 변형률(최대 약 400%)로 수축·팽창하기 때문에 1980년대 개발 초기부터 인공근육 후보물질로 주목 받았다.
하지만 그물형태(가교) 분자구조로 인해 한 번 망가지면 다시 사용하기 어려웠다.
공동 연구팀은 가역적 동적공유결합 방식을 적용해 재사용할 수 있는 '액정 탄성체' 설계와 합성에 성공했다. 이 과정에서 가공성, 기계적 물성을 높여 기존 액정 탄성체나 고무에서는 볼 수 없었던 자가치유(상처 부위에 열을 가하면 회복) 기능을 구현했다.
이어 액정 탄성체에 열선을 삽입해 전기로 구동할 수 있는 인공근육을 제작한 후 시연과 재활용 시험에도 성공했다.
안석균 교수는 “개발 인공근육은 자기 무게의 660배를 들어 올릴 수 있다. 또한 열을 이용한 용접 및 자가치유가 가능해 기존 인공근육 소재의 재활용 문제를 극복했다”며 “지속가능한 인공근육, 연성 액추에이터, 소프트 로봇 등의 개발에 활용할 수 있을 것”이라 말했다.
이 연구 성과는 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈' 3월 23일자 표지논문으로 실렸다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
