빛 비추자 금속이 ‘입체 버튼’으로…전선·코팅 없이 움직인다 작성일 07-20 52 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="zgLP7Imji1"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="63b7253cbb0ce1c9fe35fa85768fdf776e16b0d1e3572fc4629d6ed6112dd2e3" dmcf-pid="qaoQzCsAM5" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 오일권 교수, 김현수 석사과정생. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/20/dongascience/20260720143938751snme.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="up5Sc2b0dF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/20/dongascience/20260720143938751snme.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 오일권 교수, 김현수 석사과정생. KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="9abd768b969aebd14e92f7bf34ea4d6afac6561a9bfffd35799a8b5ed3ca051d" dmcf-pid="BNgxqhOceZ" dmcf-ptype="general">빛을 비추면 금속 표면이 실제 버튼처럼 스스로 솟아오르는 기술이 개발됐다. 전선이나 별도 구동 장치 없이 원하는 위치를 입체적으로 변형할 수 있어 점자·방향 안내 디스플레이와 웨어러블 촉각 장치 등에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="eae8738cb56f52ef8603d71c5c3b8727b97214e94fa5a9f361cb3ba3436ed454" dmcf-pid="bjaMBlIkLX" dmcf-ptype="general"> KAIST는 오일권 기계공학과 교수팀이 단일 자외선(UV) 레이저 공정만으로 빛에 반응해 입체 구조로 변하는 '니켈-티타늄 형상기억합금' 구조를 개발했다고 20일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 지난달 4일 게재됐다.</p> <p contents-hash="6275e10b5b1fa7479d4956e64c5a98083e086e1bff09ddcebcb00b68aa800161" dmcf-pid="KANRbSCEeH" dmcf-ptype="general"> 형상기억합금은 일정 온도 이상으로 가열되면 원래 형태로 되돌아가는 특수 금속이다. 가볍지만 큰 힘을 낼 수 있어 웨어러블 기기와 소프트 로봇의 핵심 구동 소재로 활용된다.</p> <p contents-hash="238934f262111d8fdd9607905386aee63996ebd4f62bde3588a5420475131cd5" dmcf-pid="9cjeKvhDLG" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 평평한 형상기억합금 시트에 종이를 오려 입체 구조를 만드는 ‘키리가미’ 원리를 적용했다. 금속판에 정교한 절개와 접힘 패턴을 넣고 고온에서 솟아오른 형태를 기억시킨 뒤 다시 평평하게 눌렀다. 이후 근적외선을 비추면 금속이 빛을 흡수해 가열되고 기억해 둔 입체 형태로 되돌아간다.</p> <p contents-hash="72bb9d20b9c7c7cf8616a0b5f5d4345433e460307fcc7e8af5fdd284f667c4e4" dmcf-pid="2kAd9TlweY" dmcf-ptype="general"> 빛이 금속을 직접 밀어 올리는 방식이 아닌 금속이 빛에너지를 열에너지로 바꾸고 온도가 올라가면서 내부 결정구조가 바뀌어 원래 형태를 회복하는 원리다.</p> <p contents-hash="04477f22f63730ca4955e16eb38c1e3302615c84834fee89842c76a149343337" dmcf-pid="VgLP7ImjnW" dmcf-ptype="general"> 기존 광열 방식 형상기억합금은 금속 표면이 근적외선을 충분히 흡수하지 못해 별도의 광흡수 코팅이 필요하다. 코팅은 반복 사용 시 벗겨질 수 있고 제작 공정이 복잡하며 반응 속도를 떨어뜨린다는 한계가 있다.</p> <p contents-hash="7145588891252749a0d2bab8276365aa0bf4551b71da7842bde47b29e1bfd050" dmcf-pid="faoQzCsARy" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 UV 레이저로 금속을 절단하는 동시에 표면을 산화시켰다. 레이저 가공 과정에서 금속 표면에 미세한 다공성 산화티타늄층이 형성되면서 빛이 표면에서 여러 번 반사·흡수됐다. 하나의 레이저 공정으로 입체 변형 구조와 광흡수 기능을 동시에 구현한 것이다.</p> <p contents-hash="8b71ca020a34390913ab3b2d6415a00a5c8d3853c6472e5bce30a9119b6815b5" dmcf-pid="4NgxqhOcdT" dmcf-ptype="general"> 금속이 변하는 순서와 속도도 미리 정할 수 있다. 연구팀은 위치마다 레이저 가공 정도를 다르게 해 같은 빛을 한꺼번에 비춰도 일부는 먼저 다른 부분은 나중에 솟아오르도록 설계했다. 별도의 전기 신호나 복잡한 제어장치 없이 재료 자체에 작동 순서를 새긴 셈이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5fbba55fae56425909aef0038c2f187f53a4359cf36f14a80a7212710a76c231" dmcf-pid="8jaMBlIkLv" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="각 금속 구조를 선택적으로 구동해 KAIST 문자를 표시하는 데 성공했다. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/20/dongascience/20260720143940019fuan.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="7ndf0rEont" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/20/dongascience/20260720143940019fuan.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 각 금속 구조를 선택적으로 구동해 KAIST 문자를 표시하는 데 성공했다. KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="a2890e67677c3d78cd967a8376548866986aefa760873d6ccb03aa35249bfc5d" dmcf-pid="6ANRbSCEdS" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발한 기술을 근적외선 발광다이오드(LED)와 결합해 각각의 금속 구조가 하나의 입체 화소처럼 작동하는 형상 디스플레이를 제작했다. LED를 선택적으로 켜 ‘K→A→I→S→T’ 문자를 순서대로 표시하고 위·아래·좌·우 방향을 손끝으로 느낄 수 있는 촉각 신호도 구현하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="5136ac2e587cb4b255ae62780af3f7584c3c87205b74bf2d6d0f5aba885273d6" dmcf-pid="PcjeKvhDnl" dmcf-ptype="general"> 오일권 교수는 "별도의 코팅 공정 없이 단일 금속 소재 안에 기계적 변형과 광학적 특성을 동시에 새겨 넣은 새로운 제조 플랫폼"이라며 "빛만으로 형상을 자유롭게 제어할 수 있어 적응형 표면과 인터렉티프 햅틱 인터페이스, 차세대 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.</p> <p contents-hash="784928de0771064598fb5cd148c76ea3715afd6b03fda075a6a60494b68899e5" dmcf-pid="QkAd9Tlweh" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> doi.org/10.1002/advs.74930</p> <p contents-hash="a384c8b5dbddbad652e40fcef469b91edf7b36c54fc310f2afbfceeb11107f3d" dmcf-pid="xEcJ2ySriC" dmcf-ptype="general">[문혜원 기자 moony@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [유럽 연구브릿지] ① 한국 첫 호라이즌 유럽…그 뒤엔 '연구 설계자' 07-20 다음 [e모션] LCK 5위도 세계 정상…디플러스 기아가 보여준 리그의 저력 07-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
