[로이슈 전여송 기자] 한국연구재단은 전남대학교 김형우 교수 연구팀과 미국 미시간대학교 압돈 페나-프란체슈 교수 연구팀이 빛으로 연료를 생성·방출해 자율적으로 움직이는 소프트 마이크로 로봇 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 글로컬R&D 지원사업으로 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈에 2월 28일 게재됐으며 표지 논문으로 선정됐다.

연구팀은 마이크로 로봇이 소형화될수록 기존 배터리나 전기 구동 장치를 적용하기 어렵고, 외부 에너지 공급이나 별도 연료에 의존해야 하는 한계에 주목했다. 이에 로봇 구조체 자체가 에너지를 저장하고 필요할 때 방출하는 ‘내재 에너지’ 개념을 바탕으로 광화학 기반 연료 저장 분자를 설계했다.

이 분자는 물에서 표면장력 차이를 유도하는 헥사플루오로이소프로판올(HFIP)과 자외선에 반응하는 오르토-니트로벤질(ONB) 유도체를 결합한 구조다. 자외선 조사 시 분자가 광분해되면서 연료가 방출되도록 설계됐다고 연구재단은 설명했다.

방출된 연료는 물과의 표면장력 차이로 마랑고니 흐름을 형성해 액체 내 입자 이동을 유도한다. 연구팀은 이 원리를 이용해 고분자 복합체 필름을 만들거나 표면 코팅을 적용해 빛의 켜짐과 꺼짐에 따라 로봇의 구동을 제어하고, 자기장으로 이동 방향을 조절하는 방식을 구현했다.

연구팀은 이번 기술이 마이크로 로봇 구동 방식의 적용 범위를 넓힐 수 있다고 설명했다. 활용 분야로는 능동 소재와 미세유체 시스템 등이 제시됐다.

김형우 교수는 “해당 기술은 마이크로 로봇뿐만 아니라 능동 소재, 미세유체 시스템 등 다양한 분야에 활용될 수 있다”며 “향후 근적외선 기반 시스템으로 확장될 경우 의료용 마이크로 로봇 개발에도 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr