KAIST 헤라클레스 인공근육, 화학분야 세계 10대 유망기술 선정

국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry)이 '2023년 화학 분야 10대 유망 기술을 선정했다. [사진=KAIST ]

[아이뉴스24 최상국 기자] KAIST 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 2022년 개발한 헤라클레스 인공근육 기술이 '국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry)이 선정한 ‘2023년 10대 유망기술’에 이름을 올렸다.

IUPAC은 1919년에 설립된 화학·소재 관련 연구자들의 세계 최대 조직기구로 2019년부터 매년 인류가 직면하고 있는 다원적 위기에 대한 해결책을 제시하는 10대 유망기술을 선정해 오고 있다.

김상욱 교수의 '그래핀 나노 복합소재를 통해 인간 근육보다 17배 강한 헤라클레스 인공근육 기술'은 국내에서도 과학기술정보통신부와 나노기술연구협의회가 수여하는 '2023년 10대 나노기술'과 '2023년 기계·소재 부문 국가연구개발 우수성과 100선'에도 선정된 바 있다.

김상욱 KAIST 신소재공학과 교수 연구팀이 개발한 인공근육 개발 기술을 소개한 카드뉴스 [사진=나노기술연구협의회]

인공 근육에 대한 개념은 17세기 영국 과학자 로버트 훅(Robert Hooke)의 실험에서 최초로 시작됐으나 현실적으로 의미 있는 높은 수축률과 기계적 강도의 실현이 쉽지 않아 그 실용적인 가능성은 최근 30년 전에야 제시되기 시작했다. 또한 합성소재인 인공 근육을 생명체의 생체조직과 어떻게 서로 조화시킬 것인가에 대한 문제 역시 풀리지 않는 난제로 남아있었다.

김상욱 교수 연구팀은 인간 근육을 모방한 구조를 가지면서도 높은 기계적 물성과 구동 성능을 가지는 인공 근육 기술을 개발하는 데 성공했다. 그래핀 소재와 액정섬유를 결합한 복합소재를 통해 가역적인 근육운동이 가능하면서도 근육운동의 다양한 물성값들이 인간 근육을 크게 능가하는 인공 근육을 세계 최초로 개발한 것이다.

이 섬유 형태의 인공 근육은 인간의 근육과 매우 유사한 거동을 해 노약자/장애인을 위한 웨어러블 신체 보조장치나 우주, 심해, 재난환경 등 극한 환경에서도 운동능력을 유지할 수 있는 생체 모방로봇 등에 응용이 가능하다.

헤라클레스 인공근육이 인공 자벌레 소프트 로봇 분야에 활용된 모습 [사진=KAIST ]

이 연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’에 표지 논문으로 발표된 바 있다.

연구를 주도한 김상욱 교수는 “우리 인공근육 기술이 전 세계의 과학자들이 주목하는 IUPAC 10대 유망기술 및 국내 10대 나노 기술로 선정된 것은 인공 근육 기술의 중요성과 그 의미를 대외적으로 인정받은 것”이라며 “4차 산업 혁명과 같이 향후 미래 사회에 대두될 과학기술 분야에서도 큰 역할을 할 것으로 기대된다”라고 말했다.

한편, 2023년 IUPAC 10대 유망기술에는 김 교수팀의 인공 근육 기술 외에 생물학적 재활용 PET 플라스틱, 바닷물 CO2 제거, 고분자 분해 반응, 화학을 위한 GPT 모델, 광촉매 수소, 웨어러블 센서, 저당도 백신, 박테리아 치료제, 합성 전기화학 등이 선정됐다.

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)