압력과 온도를 감지하고, 손상이 생기면 자가치유도 가능한 연성 소재가 나왔다. 생체형 로봇 손이나 웨어러블 기기 등에 활용될 수 있다.
영국 캠브리지대학 연구진이 개발한 이 소재는 젤라틴과 글리세롤 기반의 하이드로겔 형태로, 전력 소모가 적고 상온에서도 자가치유가 이뤄진다는 장점이 있다.
압력과 온도, 습기 등을 감지하는 소프트 센싱 기술은 로봇, 촉각 인터페이스, 웨어러블 기기 및 헬스케어 등의 분야에 활용 가능성이 크다. 그러나 아직 내구성이 약하고, 에너지 소모가 크다는 등의 문제가 있다.
연구진은 가격이 싸고 신축성이 좋은 젤라틴 기반 소재에 다양한 전도성 소재를 넣어 가며 연구를 진행했다. 센서는 인쇄 방식으로 제작하는데, 이때 카본 잉크보다 염화나트륨, 즉 소금을 넣은 경우 더 좋은 특성이 나옴을 확인했다. 물에 잘 녹는 소금은 이온 이동을 위한 단일 채널을 제공하는 역할도 했다.
이렇게 만든 소재에 압력을 가했을 때 전기 저항은 선형적인 모습을 띄었다. 소재의 변형을 정확히 측정할 수 있다는 의미다. 또 소금을 첨가하자 센서를 본래 길이보다 3배 이상 늘여도 센서 기능을 유지, 신축성 로봇 적용 가능성을 높였다.
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이 하이드로겔 소재는 다양한 재료와 잘 섞이는 성질이 있어 여러 종류의 로봇에 쓰일 수 있을 것으로 기대된다. 연구에 참여한 캠브리지대 토마스 조지-투루델 박사는 "우리가 개발한 센서는 기가격이 싸고 제작도 쉽다"라며 "젤라틴으로 로봇을 만들고, 센서를 필요한대로 인쇄 방식으로 제작하는 것도 가능할 것"이라고 말했다.
이 연구는 유럽연합(EU)이 자가치유 소프트로봇 개발을 위해 자금을 지원하는 SHERO 프로젝트의 일환으로 진행되었다. 연구 결과를 담은 논문은 학술지 'NPG 아시아 머터리얼즈(NPG Asia Naterials)'에 최근 게재되었다.
