KAIST(총장 강성모)는 기계공학과 오일권 교수 연구팀이 성능은 뛰어나면서도 제작이 쉬운 인공근육형 작동장치(actuator)를 개발했다고 7일 밝혔다.

인공근육형 작동기는 외부의 전기 자극을 이용해 인공근육의 움직임을 제어하는 작동장치다.

웨어러블 기기(Wearable Device)나 플렉서블(Flexible) 소자의 핵심 부품이지만 백금이나 금을 기반으로 제작돼 제작 기간이 오래 걸리고 실용성이 떨어졌다.

인공근육형 작동기는 제작 기간이 일주일 가까이 소요되고 실용성이 떨어지는 한계를 갖는다.

연구팀은 황과 질소를 그래핀에 도핑하는 방법으로 유연한 전극을 제작, 기존 금속 소재 전극을 대체했다.

연구팀은 황과 질소를 그래핀에 도핑하고 전도성 고분자와 함께 섞어 부드럽고 전도성이 탁월한 유연 전극을 제작했다.

황과 질소 도핑으로 기존 그래핀에 비해 1.5~2배 이상 전기화학 성능이 향상됐다.

이를 토대로 0.5~1V의 낮은 전압에서도 변형 구동이 가능한 고성능 인공근육형 작동기를 개발하는데도 성공했다.

이 작동기는 기존보다 굽힘 성능이 3배 이상 뛰어나고 5시간 이상 성능을 유지할 수 있다.

또 제작 시간도 2시간 밖에 걸리지 않아 기존 일주일이상 걸리던 제작 기간을 단축할 수 있게 됐다고 연구팀은 설명했다.

오일권 교수는 "고성능 인공근육형 작동기 기술은 웨어러블 기기나 생체 의료기기 등 첨단 기전소자의 핵심 요소가 될 것으로 기대한다"라고 말했다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부 리더연구자지원사업의 지원을 받아 KAIST 김재환 박사과정, Kotal 박사가 공동 1저자로 참여했고, 네바다 주립대학 라스베가스(UNLV) 기계공학과 김광진 교수팀과의 공동연구를 통해 진행됐다.

연구 결과는 '어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)'지 온라인 판에 게재된 바 있다.

충청비즈  thecm11@naver.com

<저작권자 © 충청비즈, 무단 전재 및 재배포 금지>