DGIST 김소희 박사팀, 공기·유체 주입으로 3D 구조물 제작 원천기술 개발

최태우 기자 / 기사승인 : 2019-10-10 13:05:18
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다양한 형태로 제작 가능해 센서·액츄에이어 탑재되는 소프트로봇에 활용성 기대
▲ 유연하고 부드러운 3차원 디바이스에 led를 연결하여 작동시킨 모습 [사진=DGIST]

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 공기나 유체를 주입하는 방식으로 3D 구조물을 제작할 수 있는 원천기술이 개발됐다.

 

구조물을 접착제로 붙여왔던 기존 방식과 달리 구조물 안쪽, 바깥쪽에 금속 도선을 설치할 수 있는 구조로 향후 각종 센서나 액츄에이터가 탑재되는 유연로봇(소프트로봇)에 적용될 수 있을 것으로 보인다.


대구경북과학기술원(DGIST)은 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀은 3D 구조의 유연한 의료용 디바이스 제작 원천기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

김소희 교수팀은 플라즈마를 이용해 고분자 박막의 일부분을 선택적으로 접합시키는 방법을 응용한 새로운 3D 구조물 제작 기술을 개발했다. 이를 적용하게 되면 기존 제작방식보다도 손쉬운 3차원 구조물 제작이 가능하다.

기존의 유연한 3차원 구조물은 구조물의 면 위아래로 접착제를 이용해 필름을 직접 붙이거나 이미 만들어진 구조체를 기판 위에 옮겨와 붙이는 수작업이 필요해 제작 효율성이 낮아 관련 연구와 개발에 많은 걸림돌이 돼왔다.

김소희 교수팀은 두 고분자 박막에 플라즈마 처리를 진행해 가장자리만 접착시키고 접착되지 않은 부분에는 공기나 유체를 주입해 부풀려 3D 구조를 형성했다. 추가로 기존 방식과 달리 생성된 3차원 구조물 안쪽과 바깥쪽에 간편한 금속 도선 설치가 가능해 각종 센서나 액츄에이터로 활용할 수도 있다.

복잡한 표면에도 밀착되는 맞춤형 3차원 구조의 디바이스 제작이 가능하다는 장점도 있다. 디바이스를 위치시켜 풍선을 불 듯 부풀려 설치하기 때문에 뇌처럼 복잡한 표면을 지닌 신체 부위에도 맞춤형 설계도 가능할 것으로 예상된다.

아울러 3차원 미세전자기계시스템(MEMS) 구조물에 손쉽게 수십 마이크로미터 굵기의 도선을 형성할 수도 있어, 이를 활용하면 뇌를 포함한 신체 기관 내 압력 측정, 전기 자극 및 탐지가 가능한 장치, 소프트로봇 분야에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
 

▲ DGIST 로봇공학전공 김소희 교수(앞줄 왼쪽)와 연구진

해당 연구 논문은 2일 ‘미국화학회 어플라이드 머티리얼즈 & 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)’에 게재됐다. 논문에 소개된 원천기술은 다수의 국내외 특허로 등록됐다.

연구는 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업과 DGIST 일반사업의 지원으로 수행됐다. 연구에는 DGIST 로봇공학전공 문현민 박사과정생과 KIST 추남선 박사후연구원이 공동 제1저자로 참여했다.

 

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