다리 없이 움직이는 짚신벌레 보고 혈관 치료 나노로봇 개발

몸 속 투입해 질병 치료 가능한 나노로봇 개발에도 도움
오염물질 제거하는 초미세 구동장치 개발에도 도움될 듯

자성 나노입자를 이용한 인공 섬모 - 어드밴스드 머티리얼즈 제공

민물에서 주로 발견되는 단세포 동물인 짚신벌레는 다리 없이도 잘 움직인다. 세포 표면에 있는 미세털(섬모) 덕분이다. 국내 연구진이 짚신벌레를 흉내내 몸 속에 들어가 질병을 치료할 수 있는 나노로봇 기술을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 연구팀은 나노미터(㎚) 크기 자성 입자를 쌓아 올리는 방식으로 가늘고 긴 미세털 구조를 만들 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다.

섬모는 작은 외부 힘에도 민감하게 반응한다. 사람의 코와 폐에도 섬모가 있는데 외부에서 침입한 이물질을 밀어내는 역할을 한다. 짚신벌레 섬모는 노 젓듯 움직여 움직일 수 있게 해준다. 이 때문에 많은 과학자들이 섬모를 모방해 미세 기계 구동장치로 쓰기 위한 연구를 하고 있다. 그렇지만 원료를 틀에 넣어 찍어 내는 기존 방식으로는 나노미터 수준의 섬모 구현이 쉽지 않다.

연구팀은 자기력을 이용해 이런 문제를 해결했다. 니켈 금속 조각과 자성을 띤 나노입자를 쌓아 올리는 방식으로 가늘고 긴 섬모를 만든 것이다. 연구팀은 에어로졸 상태로 만든 자성 나노입자를 분사해 수직 방향으로만 쌓이도록 했다. 시간이 지나면 액체는 증발돼 날아가고 나노입자가 섬모형태로 남게 된다.

연구팀은 이 방식으로 지름 373㎚ 입자를 54개까지 쌓았다. 인공 섬모는 자성 나노입자 표면에 코팅된 물질 때문에 베어링 없이도 매끄럽게 움직일 수 있다.

연구를 이끈 정훈의 UNIST 교수는 “이번에 개발한 인공 섬모는 몸 속에 투입 가능한 나노로봇이나 오염물질을 제거하는 초미세 구동 장치 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

유용하 기자

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