한양대, 1000번 움직여도 안정성 유지하는 인공근육 개발

좌측부터 이재명 박사과정생, 김선정 교수, 최창순 교수. (한양대 제공)

(서울=뉴스1) 장성희 기자 = 한양대는 바이오메디컬공학부 소속 최창순 교수와 김선정 교수 연구팀이 구조적 안정성이 향상된 탄소나노튜브 인공근육을 개발했다고 4일 밝혔다.

기존 인공근육은 섬유를 스프링처럼 꼬아 만든 '코일 구조'를 통해 구동 성능을 향상시켰으나 제작 과정에서 발생하는 과도한 꼬임으로 구조가 붕괴되거나 섬유가 풀려 실제 응용에 한계가 있었다.

한양대 연구팀은 탄소나노튜브 다발에 양쪽성 고분자 물질을 주입하는 방식으로 다발 사이를 단단히 고정해 구조적 뒤틀림을 효과적으로 제어하는 기술을 구현했다.

해당 방식으로 제작된 물 구동 인공근육은 외부 고정 장치 없이도 97.5% 이상의 꼬임 유지, 최대 1000회 반복 구동에도 안정적인 성능을 유지하는 것으로 나타났다.

연구팀은 전기 발열을 활용한 수분 제거 방식으로 작동 주기를 기존보다 약 5배 향상했다. 또 고분자 물질의 유사커패시터 특성을 활용해 인공근육 내부에 전기 에너지 저장 기능을 추가했다.

최 교수는 "이번 연구는 기존 인공근육이 제공하던 단순한 기계적 움직임을 넘어 구조적 안정성과 정밀한 제어, 에너지 저장 기능을 통합한 새로운 형태의 인공근육을 제시했다는 점에서 큰 의의가 있다"며 "해당 기술은 향후 소프트 로봇, 스마트 의류, 습도 감응형 센서 등 다양한 분야에 실질적으로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.