매일일보 = 권영현 기자 | 한양대학교는 김도환 화학공학과 교수와 영우빈 카이스트(KAIST) 교수 공동연구팀이 수중에서 물리적 손상과 촉각을 스스로 복원하는 자연모사형 압전 이온성 엘라스토머를 개발했다고 15일 밝혔다.
해양 탐사 로봇 피부와 웨어러블 헬스케어 등에 활용할 수 있는 전자 피부를 개발하기 위해서는 대기와 수중 환경에 상관없이 외부 충격에도 손상이 스스로 복원되며 사용자 주변 환경을 실시간으로 감지할 수 있는 소재 개발이 필수적이다. 다만 수중 환경에서 초고속으로 물리적 손상이 스스로 치유되는 동시에 촉감인지가 스스로 복원되는 소재를 구현하는 데 어려움이 있었다.
공동 연구팀은 해양 무척추동물 중에서도 두족류 피부의 수중 환경에서의 자가 치유 기능과 외부 자극을 감지하는 메커니즘에서 아이디어를 얻었다. 연구팀은 폴리우레탄에 풍부한 소수성을 나타내는 탄소-불소기와 가수분해 및 에스테르화가 가능한 보로네이트에스터 결합을 도입해 동적 소수성-가수분해 도메인(dynamic hydrophobic-hydrolytic domain)을 갖는 초고속 자가 치유형 압전 이온성(piezo-ionic) 엘라스토머를 처음으로 개발했다.
김도환 한양대 교수는 “이번 연구에서 개발한 압전 이온성 엘라스토머는 동적 소수성-가수분해 도메인을 통해 보로네이트에스터 결합의 완전 가수분해를 방지함으로써 수중에서의 우수한 자가 치유 능력을 나타낼 뿐만 아니라, 탄소-불소기와 이온 사이의 이온-쌍극자 상호작용 통해 수중에서의 우수한 촉각 기능이 발현되고 손상 후 스스로 복원되는 기술을 제시한 점에서 의미가 매우 크다”며 “이번 성과는 최근 주목받고 있는 웨어러블 헬스케어 기기와 해양 탐사 로봇 피부 등 새로운 촉각 인터페이스에 적용된 피부 모델로의 활용이 기대된다”고 말했다.
