과학자 움직임 모방한 인공 근육 개발
크기 작고 에너지 적게 드는 형태 연구

사람이나 대부분의 동물은 근육으로 움직입니다. 여러 개의 근육이 신경의 신호에 따라 수축되거나 이완되죠.
근육의 수축, 이완 덕분에 우리는 두 다리로 걸을 수 있고, 웃는 표정도 지을 수 있어요. 과학자들은 오래전부터 근육의 움직임을 모방한 인공 근육을 개발하고 있습니다.
처음에는 기계의 움직임에 적용하려고 유압이나 기압을 이용한 피스톤을 사용하거나 전기 모터를 사용하였습니다. 하지만 크기가 크고, 많은 에너지가 필요한 단점이 있었죠.

현재 개발되고 있는 인공 근육은 크기가 작고 에너지가 적게 드는 형태로 연구되고 있습니다.
이를 위해 과학자들은 전류가 흐를 때 팽창 또는 수축하는 신소재를 활발하게 찾고 있습니다.
인공 근육을 만들 수 있는 신소재로 전기가 통하는 이온성 플라스틱, 형상 기억 합금, 탄소 나노 튜브, 그래핀 따위를 활발하게 연구하고 있죠.
다음 그림과 같이 전기가 잘 통하는 이온성 플라스틱의 경우 양쪽 전극의 전압을 걸어 주면 모양이 변하게 됩니다. 전압에 따라 한쪽으로 양이온이 이동하게 되면 그 부분은 팽창하게 되면서 휘어지죠.
반대 방향으로 전압을 가할 경우 반대쪽으로 휘어지게 되는 것입니다.이러한 신소재를 이용한 인공 근육은 크기가 작고, 많은 에너지가 필요하지 않기 때문에 의료용으로 근육이 손상된 사람들에게 이식해 진짜 근육을 대체할 수도 있을 뿐만 아니라 그 밖에도 그 응용 범위가 매우 넓답니다.
작고 얇은 스마트폰을 만들려고 스마트폰 카메라 렌즈의 움직임을 조절할 때에 신소재 인공 근육이 적용될 수 있습니다.
또 전기 모터를 사용할 수 없는 아주 작은 로봇을 움직이게 하는 데에도 쓸 수 있어서, 머지않아 우리 몸 안을 돌아다니는 나노 로봇이 현실화될 수 있을 것이랍니다.
또한 물고기 로봇이나 해파리 로봇과 같이 물속에서 자유롭게 움직이는 로봇을 만들 때에도 신소재 인공 근육을 쓸 수 있다고 하니 새로운 신기술로 인한 다양한 발명 로봇이 등장할 것으로 기대됩니다.<출처>이 이야기는 한국발명진흥회에서 발간한 “과학속 발명하기”의 도움을 받아 만들어졌습니다.
이한민 고성 초계종합교육센터겸임교사