사람 근육의 40배 힘 내는 '인공근육' 개발···사이언스지 실려

입력 2019.07.12 10:28 | 수정 2019.07.15 16:02

사람 근육이 내는 힘의 40배에 달하는 힘을 낼 수 있는 섬유 형태의 ‘인공근육(구동기)’을 국제 공동연구진이 개발했다. 가볍고 유연하게 제작할 수 있어 로봇과 웨어러블 기기 등 다양한 곳에 활용될 것으로 보인다.

김선정 한양대 전기생체공학부 교수팀은 미국 텍사스대, 호주 울릉공대 등과 함께 인공근육 개발 연구 성과를 국제학술지 ‘사이언스(Science)' 12일자에 게재했다.

7월 12일자 사이언스지
7월 12일자 사이언스지
연구진은 탄소나노튜브(CNT)와 시중에서 쉽게 구할 수 있는 아크릴 섬유, 실크, 대나무 섬유 등을 꼬아 인공근육의 중심부를 제작했다. 앞서 연구진은 탄소나노튜브만으로 중심부를 제작한 바 있는데 가격이 저렴한 물질을 섞어 상용화 시 가격을 줄일 수 있게 만든 것이다.

여기에 온도나 전력, 화학물질 등 외부 자극에 의해 수축하거나 이완하는 외피를 입히면 인공근육이 완성된다. 일례로 탄소나노튜브를 코팅하면 전력에 따라 반응한다.

이렇게 만들어진 인공근육은 기존 인공근육의 9배, 사람 근육이 내는 힘의 40배까지 힘을 내는 것으로 나타났다.

김선정 교수팀은 포도당 농도에 반응하는 하이드로겔을 외피로 삼아 인공근육의 구동을 시험하기도 했다. 김 교수는 "혈당에 따라 자동으로 약물(인슐린)을 내는 장치에 활용할 수 있지 않을까 한다"고 밝혔다.

섬유 형태 인공근육은 실제 사람의 근육섬유를 모사해 개발됐다. 인공근육이 활용될 수 있는 곳은 마이크로로봇, 소형 의학장비, 환경에 따라 모양이 변하는 스마트 섬유 등 다양하다.

이날 사이언스에는 인공근육 개발 성과를 담은 논문 두 편이 추가로 실려 이 분야 연구가 활발하게 진행되고 있음을 시사했다. 다만 현재 섬유 형태 인공근육은 투입 에너지 대비 6% 미만의 효율을 내고 있어 이를 해결할 연구가 더 필요한 실정이라고 사이언스는 지적했다.


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