토토사이트 주인공 가입학교 바이오메디컬공학부 최창순 교수와 김선정 교수 연구팀이 공기 중 습도에 반응해 전기를 생성하는 동시에, 기계적 회전 운동을 일으킬 수 있는 섬유형 인공근육을 개발했다고 토토사이트 주인공 가입가 지난 13일 밝혔다.

기존 섬유 기반의 물 에너지 변환 기술은 주로 하나의 반응 메커니즘에 의존해 전기 생성 혹은 기계적 구동 등 하나의 기능만을 구현하는 데 그쳤다. 하지만, 이러한 방식은 시스템의 에너지 변환 효율을 떨어뜨려 물이 지닌 막대한 잠재 에너지(potential energy)를 효과적으로 활용하지 못한다는 한계가 있었다.

한양대 공동 연구팀이 개발한 기술의 핵심은 탄소나노튜브 섬유의 윗부분은 물에 젖지 않는 소수성, 아랫부분은 물에 잘 젖는 친수성을 갖도록 설계한 ‘비대칭 구조’에 있다. 이 섬유가 공기 중 수분에 노출되면 친수성 부분에서 방출된 양성자가 확산하여 전기를 생성하는 동시에, 물이 스며들며 섬유가 팽창해 회전하는 움직임을 생성한다.

연구팀에 따르면 이 섬유형 인공근육은 100mV 이상의 전압과 함께 두 바퀴 이상의 회전 구동을 생성할 수 있다. 이번 연구는 물이라는 흔한 자원으로부터 전기와 기계적 구동이라는 두 에너지를 동시에 수확한 세계 최초의 연구사례로, 기존 물 에너지 변환 기술이 안고 있던 낮은 효율 문제를 극복할 수 있는 새로운 돌파구로 평가받고 있다.

최창순 교수는 “이번 연구를 통해 친환경 물 에너지 변환 기술의 효율성과 지속가능성을 동시에 확보했다”고 밝히며, “전기 생성이 가능한 섬유형 인공근육은 향후 소형 에너지 소자, 웨어러블 디바이스, 스마트 의류 등 다양한 분야에 적용되어 배터리 없는 차세대 전자 디바이스 구현을 앞당길 수 있을 것”이라고 기대감을 드러냈다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행되었으며, 2025년 5월자로 세계적인 재료과학 학술지 「Advanced Materials」(IF=27.4)에 「Dual-Scale Hydration-Induced Electrical and Mechanical Torsional Energy Harvesting in Heterophilically Designed CNT Yarns」라는 제목으로 게재됐다. 공동 1저자로 토토사이트 주인공 가입 이재명 박사과정생과 손원경 박사가 참여했으며, 김선정 교수와 최창순 교수가 공동 교신저자로 참여했다.