과학계에 보고된 것 중 인간 근육과 가장 유사
인공근육 이용해 1Kg 아령 들어올리는 데 성공
[이코노미21 임호균] KAIST가 인간 근육과 가장 유사하면서도 최대 17배 강한 힘을 보이는 인공근육을 개발했다.
KAIST는 5일 김상욱 신소재공학과 교수 연구팀이 부산대 안석균 교수 연구팀과 공동연구를 통해 그래핀-액정 복합섬유를 이용한 새로운 인공근육을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 이 인공근육은 현재까지 과학계에 보고된 것 중에서 인간 근육과 가장 유사하면서도 최대 17배 강한 힘을 보이는 것으로 밝혀졌다.
최근 유연성을 가지는 신소재를 이용해 생명체의 근육같이 유연하면서도 기계적 운동을 일으킬 수 있는 인공 근육들이 연구되고 있다. 그러나 이들 대부분이 일으키는 운동의 범위가 동물 근육보다 제한되고 강한 운동을 일으키기 위해서는 마치 시계태엽을 감듯이 부가적인 에너지 저장과정을 거쳐야만 하는 문제점이 있다.
김 교수 연구팀이 개발한 신소재는 온도변화에 따라 동물 근육과 같이 크게 수축을 일으키는 액정물질에 고품질의 그래핀을 적용함으로써 레이저를 이용한 원격제어가 가능하며 인간 근육의 작업 수행능력(17배)과 출력밀도(6배)를 크게 능가하는 운동능력을 구현했다. 연구팀은 실제로 인공근육을 이용해 1Kg 아령을 들어올리는 데 성공하기도 했으며 이를 이용한 인공 자벌레는 살아있는 자벌레보다 3배나 빠른 속도로 움직이기도 했다.
김 교수는 "최근 세계적으로 활발히 개발되고 있는 인공 근육들은 비록 한 두가지 물성이 매우 뛰어난 경우는 있으나 실용적인 인공근육으로 작동하는 데 필요한 다양한 물성들을 골고루 갖춘 경우는 없었다ˮ며 "이번 연구를 시발점으로 실용성 있는 인공근육 소재가 로봇산업 및 다양한 웨어러블 장치에 활용할 수 있으며 4차 산업혁명에 따른 비대면 과학기술에도 크게 이바지할 수 있을 것ˮ이라고 말했다.
김인호 신소재공학과 박사가 제1저자로 참여한 이번 연구는 이런 성과를 인정받아 영국의 과학 학술지 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 지난 10월27일자로 출간됐으며 해당 학술지의 표지논문으로 선정됐다. 또 관련 기술에 대한 특허를 국내외에 출원해 KAIST 교원창업 기업인 ‘소재창조’를 통해 상용화를 진행할 계획이다. [이코노미21]
