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인간근육 100배 강도 '나일론근육' 개발

중앙일보 2014.02.21 04:00 종합 14면 지면보기
낚싯줄·재봉실 등으로 쓰이는 나일론을 꼬아 만든 인공근육. 왼쪽부터 지름 150㎛, 280㎛, 860㎛, 2.45 ㎜ 짜리다(1㎛=1000의 1㎜). [사진 사이언스]
휴머노이드(인간형 로봇)나 영화 ‘아이언맨’에 나오는 입는 로봇 의 연구자들은 그동안 다양한 재료를 이용해 인공근육 을 개발해 왔다.


한국 학자 참여한 국제연구팀
실 수천 번 꼬아 근섬유 만들어
㎏당 7.1마력 … 제트엔진 수준

 하지만 형상기억합금처럼 무게가 너무 많이 나가거나, 탄소나노튜브 실처럼 비싼 제작비에 비해 상대적으로 에너지 효율이 떨어지는 한계가 있었다.



 국내 학자가 포함된 국제공동연구진이 이런 단점을 없앤 새 인공근육을 개발했다.



 래이 바우먼 미국 텍사스대(UT) 교수가 이끈 국제연구팀은 낚싯줄·재봉실 등으로 쓰이는 나일론 실을 꼬아 진짜 근육보다 100배 강한 힘을 내는 인공근육을 만들었다고 20일(현지시간) 밝혔다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스(Science)’ 인터넷판에 실린 논문을 통해서다.



 연구진은 나일론 실을 m당 수천 번씩 꼬아 수백 ㎛(1㎛=1000의 1㎜)에서 수㎜까지 다양한 굵기의 근섬유를 만들었다. 이 코일 모양의 섬유 여러 가닥을 하나로 묶거나 직물처럼 짜서 인공근육을 만들었다. 이렇게 만들어진 나일론 근육은 ㎏당 7.1마력의 힘을 냈다. 머리카락 10배 굵기의 인공근육이 약 7㎏, 이런 근육 100개를 묶은 다발이 800㎏의 무게를 들어올렸다. 이는 같은 길이·무게의 실제 근육보다 100배 강하고, 비행기 제트엔진과 맞먹는 힘이다.



 수축력도 실제 근육을 웃돌았다. 사람 근육이 최대 20%까지 수축·이완하는 데 비해 나일론 인공근육은 열을 가하면 50%까지 줄었고 온도가 내려가면 다시 원래 길이로 돌아갔다.



 연구에 참여한 한양대 의생명공학전문대학원 생체의공학과 김선정 교수는 이 같은 결과에 대해 “지금껏 나온 인공근육 중 성능이 가장 좋고 실용화에 가장 근접했다”고 평가했다.



김한별 기자
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