사람 근육이 내는 힘의 40배에 달하는 힘을 낼 수 있는 ‘인공근육(구동기)’가 개발됐다.
인공근육은 가볍고 유연하게 제작할 수 있어 로봇과 웨어러블 기기 등 다양한 곳에 활용될 수 있을 전망이다.
12일 김선정 한양대 전기생체공학부 교수팀은 미국 텍사스대, 호주 울릉공대 등과 함께 인공근육 개발 연구 성과를 국제학술지 ‘사이언스’(Science) 에 발표했다.
연구진은 탄소나노튜브(CNT)와 시중에서 쉽게 구할 수 있는 아크릴 섬유, 실크, 대나무 섬유 등을 꼬아 인공근육의 중심부를 제작했다. 앞서 연구진은 탄소나노튜브만으로 중심부를 제작한 바 있는데 가격이 저렴한 물질을 섞어 상용화 시 가격을 줄일 수 있게 만든 것이다.
여기에 온도나 전력, 화학물질 등 외부 자극에 의해 수축하거나 이완하는 외피를 입히면 인공근육이 완성된다.
이렇게 만들어진 새 인공근육은 기존 인공근육의 9배, 사람 근육이 내는 힘의 40배까지 힘을 내는 것으로 나타났다.
김선정 교수팀은 포도당 농도에 반응하는 하이드로겔을 외피로 삼아 인공근육의 구동을 시험 했다. 김 교수는 “혈당에 따라 자동으로 약물(인슐린)을 내는 장치에 활용할 수 있지 않을까 한다”고 설명했다.
섬유 형태 인공근육은 실제 사람의 근육섬유를 모사해 개발됐다. 인공근육이 활용될 수 있는 곳은 마이크로로봇, 소형 의학장비, 환경에 따라 모양이 변하는 스마트 섬유 등 다양하다.
다만 아직 인공근육이 널리 쓰이기에는 ‘에너지 효율’ 등 해결해야 할 과제가 많다.
이날 사이언스에는 인공근육 개발 성과를 담은 논문 두 편이 추가로 실려 이 분야 연구가 활발하게 진행되고 있음을 시사했다.사이언스에 따르면 현재 섬유 형태 인공근육은 투입 에너지 대비 6% 미만의 효율을 내고 있어 이를 해결할 연구가 더 필요한 실정이다.
/정가람기자 garamj@sedaily.com
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