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2014년 7월 22일 화요일

말랑말랑했다가 단단하게 ? 강도가 변하는 소재



 현재의 로봇들은 대부분이 단단한 금속이나 합성수지등의 재료로 제작되어 있습니다. 아직은 생물체에서 보이는 것 같은 부드러운 몸체를 가진 조직이나 근육을 흉내내기 어렵기 때문입니다. 하지만 생체를 모방한 로봇을 개발하려는 시도는 진작부터 시도 되고 있으며 말랑말랑한 소프트 로봇이나 인공 근육의 개발 역시 엔지니어들의 꿈이라고 할 수 있습니다. 하지만 그것이 가능해 지기 위해서는 부드럽지만 충분한 강도를 가진 물질의 개발이 우선입니다.   


 최근 MIT 의 연구자들은 터미네이터 2 에 나오는 T-1000 처럼은 아니지만 환경에 따라서 상태를 변화시킬 수 있는 상변이 (Phase - changing) 소재를 개발했다고 합니다. 3D 프린터를 이용해서 일종의 뼈대를 지닌 폼 (foam) 형태의 구조를 만든 후 여기에 일종의 왁스 코팅 (Wax Coating) 을 하는 단순한 방식으로 이를 개발하는데 성공했다는 소식입니다.




(좌측이 코팅된 물질이고 우측이 일반적인 상태로 말랑말랑한 소재 Two 3D-printed soft, flexible scaffolds: The one on the left is maintained in a rigid, bent position via a cooled, rigid wax coating, while the one on the right is uncoated and remains compliant (here, it collapses under a wrench). Credit : MIT )  


 MIT 의 아네트 호세이 (Anette Hosoi, a professor of mechanical engineering and applied mathematics at MIT) 교수와 이전 그녀의 대학원생이었던 나디아 챙 (Nadia Cheng, alongside researchers at the Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization and Stony Brook University) 은 함께 이 소재를 만들었습니다.  


 이 구조물은 저렴하고 3D 프린터로 쉽게 성형할 수 있을 뿐 아니라 열을 가하면 말랑말랑하게 비틀거나 쥐어 짤 수 있는 유연한 고무 같은 구조물입니다. 그러나 열이 식은 상태에서는 단단하게 변해서 상태를 유지하게 됩니다. 따라서 필요에 따라서 단단하게 지탱할 수도 있고 부드럽게 변할수도 있습니다. 부드러워진 상태에서도 이 물질은 쥐어 짤 수 있지만 다시 원래 형태로 복원 됩니다.  




(동영상)  



(A 3D-printed soft, flexible scaffold that is coated in wax and is being compressed in a temperature-controlled chamber. Heating a composite whose wax coating has broken can enable the wax to soften and "heal" to restore its original strength and properties.)


 연구팀은 이를 말랑말랑하게 변할 수 있는 로봇등에 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 물론 아직 갈길이 먼건 사실이지만 말이죠. 아마 T - 1000 처럼 상황에 따라 변화 무쌍한 로봇은 설령 가능하다손 치더라도 아주 먼 미래가 될 것 같습니다.  


 참고  






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