KAIST-부산대 공동 개발

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김상욱 교수팀이 부산대 안석균 교수팀과 함께 인간 근육보다 17배 강한 인공근육을 개발해 영국의 과학 학술지 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 표지에 선정됐다. KAIST 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김상욱 교수팀이 부산대 안석균 교수팀과 함께 인간 근육보다 17배 강한 인공근육을 개발했다. 연구진은 그래핀과 액정 복합섬유로 만들어 생체로봇이나 인공장기 등 미래 산업에 활용될 것이라고 전망했다. 연구진은 인공근육 기술에 대한 특허를 국내외에 출원해 KAIST 교원창업 기업인 ㈜소재창조를 통해 상용화를 진행할 계획이다.

미국 미시간대 니콜라스 코토프 교수는 영국의 과학 학술지 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)'에서 "그래핀 나노시트로 화학에너지가 아닌 열을 사용해 근육 움직임을 복제한 것은 매우 주목할 만한 성과"라고 이번에 개발한 인공근육에 대해 평가했다.

5일 KAIST에 따르면, 이 인공근육은 지금까지 개발된 것중에서 가장 인간근육과 비슷하다.

연구진은 실제 인간의 근육에서 영감을 얻었다. 그래핀과 액정 복합섬유로 개발한 신소재는 온도변화에 따라 동물 근육과 같이 크게 수축을 일으키는 액정물질에 고품질의 그래핀을 적용했다. 이 인공근육은 레이저로 원격제어까지 가능하다.

이렇게 만든 근육섬유는 여러가닥이 매우 쉽게 합쳐질 수 있으며, 실제 인간 근육 다발처럼 단위 면적당 섬유의 수에 비례해 힘을 사용할 수 있다.

인공근육섬유 1000개로 1㎏ 아령을 들어올렸으며(왼쪽사진), 인공근육 섬유로 만든 인공자벌레가 실제 자벌레 움직임보다 빠르게 이동한다(오른쪽). KAIST 제공

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연구진은 실제 이 인공근육을 테스트한 결과, 1000 가닥으로 만든 인공근육은 세계 최초로 1㎏ 아령을 들어올렸다. 또 인공근육 섬유를 이용해 만든 인공자벌레는 살아있는 자벌레보다 3배나 빠르게 이동했다.

김상욱 교수는 "최근 세계적으로 활발히 개발되고 있는 인공 근육들은 비록 한두가지 성질이 매우 뛰어난 경우는 있지만, 실용적인 인공 근육으로 작동하는 데 필요한 다양한 성질들을 골고루 갖춘 경우는 없었다"고 설명했다. 그러면서 "이번 연구를 출발점으로 실용성 있는 인공 근육 소재가 로봇 산업 및 다양한 웨어러블 장치에 활용할 수 있으며, 4차 산업 혁명에 따른 비대면 과학기술에서도 크게 이바지할 수 있을 것"이라고 말했다.