스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스에 대한 관심이 커지는 요즘, 이를 획기적으로 발전시켜줄 새로운 연구가 등장했습니다.
광주과학기술원 이종호 교수 연구팀은 플렉서블 전자기기에 활용될 수 있는 '자가 변형 필름'을 개발했습니다. 즉, 스스로 휘어지거나 모양이 변하는 전자기기의 개발이 가능해진 겁니다. 그동안 플렉서블 전자기기에 관련된 연구가 활발히 진행됐지만 아직까지는 외부 힘에 의한 수동적인 변형만을 고려한 것으로, 전자기기 자체의 능동적인 변형을 위한 연구는 없었다고 합니다.
이종호 연구팀은 전기로 동작할 수 있는 얇은 형상 기억합금을 일정한 간격을 가진 블록으로 필름에 부착해 자가 변형 필름을 제작했습니다. 여기서 형상기억 합금이란 외부의 힘을 통해 변형을 시켜도 본래의 형상을 기억하고 있어 가열을 통해 본래의 형상으로 복원되는 합금을 말합니다. 또한, 전도도가 있기 때문에 전류를 통한 가열도 가능하다고 합니다.
이러한 형상기억 합금의 특성과 필름의 탄성을 이용해 연구팀은, 양방향으로 굽혔다 펴지는 동작이 모두 가능한 자가변형 필름을 개발했습니다. 이는 블록의 배열 및 필름의 기판의 디자인에 따라 다양한 모양으로 제작될 수 있다는 장점을 가집니다.
제작된 필름의 두께는 약 250마이크로미터로 매우 얇습니다. 플렉서블 전자기기에 결합한 채 휘어져도 전자기기에 가해지는 변형이 최소화된다고 합니다. 자가 변형 필름을 이용하면 플렉서블 LED 디스플레이와 결합한 플렉서블 전자기기 뿐 아니라 소프트 로봇의 제작도 가능하다는 분석인데요. 참고로 소프트 로봇이란 금속 재질이 아닌, 고무, 폴리머 같은 유연한 소재를 활용해 변형이 잘되고 부드러운 움직임을 가진 로봇을 말합니다.
이종호 교수는 "이번 연구 결과는 플렉서블 전자기기 분야의 새로운 활용 가능성을 제시한 연구"라며 "추후 상황에 따라 형상이 변하는 디스플레이, 스스로 말렸다가 펼쳐지는 태양전지 등 다양하고 능동적인 플렉서블 전자기기나 소프트 로봇 등에 적용할 수 있을 것"이라고 전했습니다.
한편, 실제 적용을 위해서는 사용되는 환경에 따른 개선 및 내구성에 대한 연구가 더 필요할 것으로 보입니다. 이번 연구는 로봇연구 분야 최고 국제 학술지인 <소프트 로보틱스(Soft Robotics)>에 게재됐습니다.
