액체 방울을 정확하게 제어하는 것은 냉각, 결빙 방지, 미세 흐름 제어 등 응용의 핵심 기술이다. 최근 연구는 주로 단일 액체 방울의 이동에 집중되고 있으며, 이때 액체 방울의 구동력이 이동시 받는 저항력 보다 커야 한다. 액체 방울의 구동력과 저향력의 상대적인 크기를 조율하면 복잡한 액체 방울의 행위를 구현할 수 있지만 실제 이를 실현하긴 기술적 장벽이 높았다.

중국과학원 화학연구소에 따르면 중국 국가자연과학기금위원회, 과기부, 중국과학원의 지원으로 중국과학원 화학연구소 녹색프린팅중점실험실 쑹옌린(宋延林) 과제팀은 최근 몇 년간 나노미터급 친환경 프린팅 기술과 애플리케이션을 연구해왔다.

최근 이 팀은 프로그램으로 제어가 가능한 '액체 상태 로봇'을 개발해 처음으로 액체 상태의 절단, 이동, 방출, 선회 등 행위를 구현했다.이 로봇은 자기장 제어 시스템과 두 개의 스테인레스강구(球)로 구성된다.

자기장 분포의 프로그래머블 제어를 통해, 스테인레스 구의 위치와 구심을 변화시킬 수 있다. 이를 통해 액체 방울의 운동시 앞뒤로 받는 저항력의 크기를 조절해 액체 방울의 행위를 제어할 수 있다.

스테인레스구의 표면 처리를 통해 다양한 유체 시스템에 적용할 수 있다. 예컨대 수중 기름 방울 제어, 기름 중 물방울 및 수중 기포 제어 등이 가능하다. 이러한 액체 제어 기술은 화학 분석과 바이오 의학 등 영역에서 매우 광범위하게 적용될 수 있는 잠재력을 갖고 있다. 관련 연구 성과는 '사이언스 어드밴시스(Science Advances, 2020, 6, eaay5808)'에 게재됐다. 저자는 쑹옌린 연구원과 리후이정 박사이며 제1저자는 성리안 박사다.(제휴=중국로봇망)