플렉서블 전자기기용 자가 변형 필름 개발

얇은 형상 기억 합금 블록을 필름에 부착

열이나 전류의 세기에 따라 스스로 휘어지거나 모양이 변하는 필름이 개발됐다.

한국연구재단은 이종호 광주과학기술원 교수 연구팀이 플렉서블 전자기기에 활용될 수 있는 자가 변형 필름을 개발했다고 30일 밝혔다.

최근 휘거나 모양이 변해도 그 기능을 유지하는 플렉서블 전자기기 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 아직까지는 외부 힘에 의한 수동적인 변형만을 고려한 수준으로, 전자기기 자체의 능동적인 변형을 위한 연구는 진행되지 않았다.

연구팀은 전기로 동작할 수 있는 얇은 형상 기억 합금을 일정한 간격을 가진 블록으로 필름에 부착해 자가 변형 필름을 제작했다. 제작된 필름은 두께가 약 250 마이크로미터로, 플렉서블 전자기기에 결합한 채 휘어져도 전자기기에 가해지는 변형이 최소화된다.

제작된 자가 변형 필름과 구조. 제작된 자가 변형 필름(왼쪽 상단)과 열에 의한 형상 기억 합금의 수축으로 펼쳐진 자가 변형 필름(오른쪽 상단). 하단의 사진은 상단의 자가 변형 필름을 부분적으로 확대한 모습. 그림은 각 상태의 구조.

사용된 형상 기억 합금은 열이 가해지면 수축하는 특징이 있다. 형상 기억 합금의 특성과 필름의 탄성을 이용해 굽혔다 펴지는 양방향 동작이 모두 가능하다.

가해진 전류에 따라 휘어지는 정도도 제어할 수 있다. 합금을 고정하는 블록의 배열과 필름 기판의 디자인 요소에 따라 다양한 모양으로 제작할 수 있다.

이종호 교수는 ”추후 콘텐츠 혹은 상황에 따라 형상이 변하는 디스플레이, 스스로 말렸다가 펼쳐지는 태양전지 등 다양하고 능동적인 플렉서블 전자기기나 소프트 로봇 등에 적용할 수 있을 것“이라고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구 성과는 로봇연구 분야 국제 학술지 '소프트 로보틱스' 7월 23일자 논문에 게재됐다.