광주과기원 연구팀, 스스로 모양 바꾸는 '자가변형필름' 개발

이종호 교수 "형상 변화 디스플레이·플렉서블 전자기기·소프트 로봇 등에 적용 가능"

스스로 휘어지거나 모양이 변하는 전자기기의 개발이 눈앞에 다가섰다.

GIST(지스트, 총장 문승현) 기계공학부 이종호 교수 연구팀이 플렉서블 전자기기에 활용될 수 있는 ‘자가 변형 필름’을 개발하였다고 한국연구재단(이사장 노정혜)이 31일 밝혔다.

최근 휘거나 모양이 변해도 그 기능을 유지하는 플렉서블 전자기기 관련 연구가 활발하게 진행되고 있으나 아직까지는 외부 힘에 의한 수동적인 변형만을 고려한 수준으로, 여기에서 더 나아가 전자기기 자체의 능동적인 변형을 위한 연구는 진행되지 못했다.

연구팀은 전기로 동작할 수 있는 얇은 형상 기억 합금을 일정한 간격을 가진 블록으로 필름에 부착하여, 자가 변형 필름을 제작하였다. 제작된 필름은 두께가 약 250 마이크로미터(㎛)로 매우 얇아서, 플렉서블 전자기기에 결합한 채 휘어져도 전자기기에 가해지는 변형이 최소화된다.

사용된 형상 기억 합금은 열이 가해지면 수축하는 특징이 있고 여기에 필름의 탄성을 이용하여 굽혔다 펴지는 양방향 동작이 모두 가능해진다.

ⓒ 광주과기원

또한 가해진 전류에 따라 휘어지는 정도를 제어할 수 있기 때문에 합금을 고정시키는 블록의 배열 및 필름 기판의 디자인 요소에 따라 다양한 모양으로 제작할 수 있다.

이종호 교수는 “이번 연구결과는 플렉서블 전자기기 분야의 새로운 활용 가능성을 제시한 연구라는데 가장 큰 의의가 있다”라며, ”추후 컨텐츠 혹은 상황에 따라 형상이 변하는 디스플레이, 스스로 말렸다가 펼쳐지는 태양전지 등 다양하고 능동적인 플렉서블 전자기기나 소프트 로봇 등에 적용할 수 있을 것“이라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구), 광주과학기술원 GRI(GIST 연구원), GIST-Caltech 사업의 지원으로 수행되었다. 로봇연구 분야 최고 국제학술지 소프트 로보틱스(Soft Robotics) 7월 23일 자 논문으로 게재되었다.