KAIST, 인간 근육보다 17배 강한 인공근육 개발

그래핀·액정 복합섬유 이용…액정물질의 수축 이완시 물성 변화 극대화
인간 근육 작업 수행능력보다 17배 높아…비대면 과학기술 등 활용 기대

인공 근육 섬유 제작의 개략도와 내부 수축과 이완 시 내부구조 도식. 사진=한국과학기술원(KAIST) 제공

한국과학기술원(KAIST)이 현재까지 과학계에 보고된 인간근육과 가장 유사하면서도 17배 더 강한 인공근육을 개발했다.

5일 KAIST에 따르면 김상욱 신소재공학과 교수 연구팀과 부산대 안석균 교수 연구팀은 그래핀·액정 복합섬유를 이용한 새로운 인공 근육을 구현하는데 성공했다.

최근 유연성을 가지는 신소재를 이용한 인공 근육들이 연구되고 있으나, 운동의 범위가 동물 근육보다 제한되고 부가적인 에너지 저장과정이 필요하다는 점에서 한계가 있었다.

연구팀은 이번에 개발한 신소재의 경우 온도 변화에 따라 동물 근육처럼 크게 수축을 일으키는 액정물질에 고품질의 그래핀을 적용했다. 개발된 그래핀·액정 복합섬유는 소량의 그래핀 첨가제를 통해 액정물질의 수축과 이완시 물성 변화를 극대화할 수 있었다.

그 결과, 레이저를 이용한 원격제어가 가능하며 인간 근육 작업 수행능력의 17배, 출력밀도의 6배 높은 운동능력을 구현했다고 연구팀은 설명했다. 개발한 인공 근육은 1㎏ 아령을 들어 올렸으며, 이를 이용한 인공 자벌레는 살아있는 자벌레보다 속도가 3배나 빨랐다고 전했다.

연구를 주도한 김상욱 교수는 "실용성 있는 인공 근육 소재가 로봇 산업· 다양한 웨어러블 장치에 활용할 수 있으며, 4차 산업 혁명에 따른 비대면 과학기술에도 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.