미국 노스웨스턴대(Northwestern University) 연구진이 살아있는 생물의 움직임을 모방한 소프트 로봇 재료를 개발했다고 밝혔다. 이 소프트 재료는 빛을 투사하면 구부러지나 회전하는 성질을 갖는다. 평평한 표면을 꿈틀대며 움직일 수도 있다.

노스웨스턴대 '사무엘 스툽(Samuel I. Stupp)' 교수 연구팀은 복잡한 하드웨어나 유체 및 전기 동력없이도 살아 있는 생물체처럼 움직이는 소프트 로봇 재료를 개발하고 연구 성과를 전문 저널인 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’에 게재했다.

이 소프트 로봇 재료는 에너지 및 환경 개선, 첨단 의약품 등에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 사무엘 스툽 교수는 “우리는 우리의 일상적인 삶을 관리할 수 있도록 도와주는 스마트 디바이스가 계속 증가하는 시대에 살고 있다”며 “앞으로는 비활성화된 재료를 우리의 삶에 편익을 제공할수 있도록 살아 있는 것으로 만드는 게 새로운 과학이 추구해야할 프론티어”라고 했다.

연구팀이 만든 소프트 재료는 물분자를 추출할 수 있는 나노 크기의 펩티드(두개 이상의 아미노산 분자로 이뤄지는 화학 물질) 조합을 포함하고 있다. 연구팀은 펩티드 어레이를 폴리머 네트워크와 연결했다. 폴리머 네트워크는 블루 광선에 화학적으로 반응하도록 설계됐다.

광선이 재료에 투사되면 폴리머 네트워크는 물을 끌어드리는 ‘친수성(親水性)’에서 물을 배척하는 ‘소수성(疏水性)’으로 성질이 변화한다. 타이드 파이프를 통해 물을 배척하면 수축하면서 살아 있는 재료로 바뀐다. 빛의 투사가 중지되면 친수성으로 변하면서 원래의 확장된 모습으로 돌아온다. 마치 동물의 근육이 수축, 팽창하는 것과 유사한 원리다.

스툽 교수는 “근육의 마법은 확장과 수축을 거듭하는 작은 단백질과 대형의 단백질 폴리머간 연결에 기반한다”며 “근육은 빛 보다는 화학적인 연료를 사용해 기계적인 에너지를 생성한다“고 말했다.

이번에 개발된 소프트 재료는 빛의 방향에 따라 움직이는 방향을 조절할 수 있다. 광선의 방향 변화에 따라 평평한 표면을 기어가는 것도 가능하다. 연구팀은 이 기술을 뇌수술, 환경 정화 작업 등에 활용할 수 있다고 밝혔다.