▲  (사진=한국연구재단 제공)

[동양뉴스통신]최정현 기자= 미국에서 연수중인 한국인 박사후 연구원이 종이접기를 활용한 마이크로 로봇을 만들어냈다.

평면의 종이를 접는 비교적 간단한 방법으로 복잡한 3차원 형태를 구현해 낸 것으로 자발적으로 고분자 시트의 접히는 방향과 각도를 변형할 수 있는 것이 특징이다.

▲  나준희 박사 (사진=한국연구재단 제공)

매사추세츠주립대 고분자공학과 헤이워드(Ryan C. Hayward, 교신저자) 교수 연구팀의 나준희 박사가 제1저자로 참여해 수행한 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 학문후속세대양성사업과 미국 국립과학재단의 지원으로 수행됐다.

연구결과는 재료분야 국제학술지 어드밴스드 머터리얼스지(Advanced Materials) 11월 1일자 온라인판(early view)에 게재됐다.

논문명은 ‘Programming Reversibly Self-Folding Origami with Micropatterned Photocross-Linkable Polymer Trilayers’.

생체 분야에 응용할 수 있는 마이크로 로봇의 개발을 위해서는 원하는 모양으로 마이크로미터 크기의 정교한 형태를 만들고 나아가 접거나 펴는 등 변형이 가능하도록 만드는 것이 관건이다.

기존 형상기억합금 소재가 많이 이용됐지만 정밀한 형태구현과 생체적합성 측면에서 한계가 있었고 비가역 변형만 가능했다.

연구팀은 인체에 무해한 하이드로젤로 된 스마트 시트를 개발하고 간단히 온도 조절만을 통해 마치 종이를 접듯 약속된 형태로 가역적으로 변형시키는데 성공했다.

마이크로미터 크기로도 구현할 수 있어 향후 장기나 혈관같이 초소형 로봇이 필요한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

기존 종이접기를 이용한 형태 구현결과에 비해 동일 면적 기준 수십 내지 수백 배 이상의 복잡한 형태를 구현할 수 있다는 설명이다.

상온에서 물을 흡수해 부풀어 오르는 하이드로젤의 아래 위에 학 모양으로 접을 수 있는 패턴을 그린 후 패턴 부분만 부풀려 학 모양을 만들어 내는 방식이다.

상/하부 플라스틱 필름의 패턴 크기에 따라 접히는 각도를 조절할 수 있는 것도 장점이다.

나준희 박사는 “미세구조에서도 외부자극에 의해 자발적으로 가역변형이 가능한 복잡한 3차원 입체구조물을 형성할 수 있음을 처음으로 실험적으로 보인데 의의가 있다”고 밝혔다.