'터미네이터'처럼 휘거나 잘려도 치유되는 신소재 나온다

KIST, 높은 신축성과 전도성·자가 치유 특성 지닌 고분자 복합 신소재 개발

인간의 팔 움직임을 로봇 팔에게 전달할 수 있는 고분자 복합체

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 바이오닉스연구단 손동희 선임연구원, 생체재료연구단 서현선 연구원팀이 공동 융합연구를 통해 우수한 신축성을 가지며, 큰 변형이 있어도 높은 전도성을 유지할 뿐만 아니라 자가 치유 특성까지 지니고 있는 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 신축성이 높은 자가 치유 특성을 지닌 고분자의 내부에 은 마이크로·나노 입자들을 분산·분포시켜 우수한 신축성을 가지면서도 변형에도 문제없는 전도성 고분자 복합 신소재를 제작했다. 또 개발된 소재를 인체와 전자 소자 사이를 연결하는 장치로 활용, 실제 인체에 부착해 생체 신호를 실시간 측정하고 이 신호를 안정적으로 로봇 팔에 전송해 인간 팔의 움직임을 실시간으로 모방하는 데 성공했다.

기존의 소재들은 변형이 일어날 경우 전기전도도가 약해져 그 성능이 떨어지는데 반해 KIST 연구진이 개발한 신소재는 초기 상태의 35배까지 변형이 가능하며 오히려 변형될수록 전기전도도가 60배 이상 좋아져 종래에 보고된 적 없는 세계 최고 수준의 전기전도도를 보였다. 뿐만 아니라 손상되거나 완전히 절단되더라도 스스로 회복 및 접합되는 자가 치유 장점을 가져 학계의 주목을 받고 있다.

또 연구진은 개발한 신소재가 외력에 의해 변형이 일어나면 내부 마이크로·나노 입자들의 재배열에 의해 전기적 특성이 자발적으로 향상되는 '셀프-부스팅' 현상이 나타나는 것을 발견하고 주사전자현미경 및 마이크로 CT 분석을 통해 원인을 규명했다. 서현선 연구원은 "개발한 소재는 극심한 외력 및 변형에서도 안정적으로 구동할 수 있어 차세대 웨어러블 전자기기 개발 및 상용화에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 손동희 박사는 "이번 연구 성과는 4차 산업혁명시대를 이끌 의공학, 전자공학, 로봇공학 분야에서 필요로 하는 소재 원천기술로 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대한다"고 했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr