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전기 뱀장어, 로봇 전력 공급원이 될 수 있을까의료용 임플란트에서 웨어러블까지 쓰임새 다양
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승인 2017.12.25  21:56:11
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▲전기뱀장어
스위스 프리부르그(University of Fribourg) 대학 연구팀이 전기뱀장어에서 영감을 받은 로봇을 선보였다.

코스모매거진에 따르면 스위스 연구팀은 전기뱀장어가 자신의 셀에서 전기를 생성하는 방법을 모사해 화학 에너지를 활용할 수 있는 잠재적 메커니즘을 설명하고 있다. 논문의 제목은 '적층 하이드로겔로부터 전기뱀장어에서 영감을 얻은 부드러운 전력원(An electric-eel-inspired soft power source from stacked hydrogels)'이다. 사실 ‘전기뱀장어’의 학명은 'Electrophorus electricus'로 장어(eel)의 종류가 아니라 나이프피시(knifefish)의 일종이다.

전기뱀장어의 명목상 능력이 현실적으로 작동하는 방식은 전기 유전 세포의 외부가 세포 내부와 비교해 100밀리볼트 미만의 음전하를 갖고 있다는 것이다. 신경 전달 물질인 아세틸콜린의 방출은 세포 내부와 외부 사이의 낮은 전기 저항의 순간 경로를 만들어 전류를 생성한다. 셀 자체는 손전등에 배터리가 놓여있는 방식과 달리 뱀장어의 몸체를 따라 쌓여있다. 이와 함께 수 백만 개의 세포가 약 100볼트의 전하를 만들어 내고, 뒤죽박죽인 신경 경로는 신호가 동시에 세포에 도달하도록 뇌에 가장 가까운 세포에 최대 2밀리초의 지연을 부과한다.

마이클 메이어(Michael Mayer)가 이끄는 스위스 연구팀은 전기 생산세포의 작동을 반복하기 위해 4개의 하이드로겔 반복 서열을 사용해 이 메커니즘을 모방했다. 먼저 고염도 하이드로겔, 그 다음은 양이온 선택성 겔과 저염분 겔, 그리고 마지막으로 음이온-선택성 이온 전도성 경로를 형성한다. 이러한 관형 시스템을 위해 조심스럽게 접힌 구조를 개발함으로써 전기 방전을 제어할 수 있었고 셀을 동시에 발사해 뱀장어 수준의 전압을 생성할 수 있었다.

그 결과 정교하지만 매우 단순한 모델로 쉽게 확장할 수 있었던 것으로 알려진다. 연구자들은 마이크로 유체학의 발전이 100볼트를 생성하는 2500겔의 인공 전기 기관을 2분 이내 조립할 수 있는 수준에 이르렀다고 강조했다. 의료용 임플란트에서 웨어러블 기술에 이르기까지 쓰임새는 무궁무진하다. 콘텍트렌즈의 디스플레이 기능까지 포함된다.

조인혜  ihcho@irobotnews.com
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