레이저 자극에 의해 원격에서 빠르게 액화·분해되는 실리콘 복합소재 개발
강승균 교수 연구팀의 레이저 자극 기반 원격 분해형 실리콘 복합소재 기술이 ‘Soft Science’ 학술지에 출판되었다.
이번 연구는 광열 나노입자와 불소 이온 생성제를 실리콘 엘라스토머에 복합화하여, 펨토초 레이저 조사만으로 빠른 열화학적 분해를 유도할 수 있는 “원격 트리거형” 실리콘 소재를 구현하였다.
개발된 소재는 높은 신축성과 기계적 안정성을 유지하면서도, 5 m 이상의 거리에서 선택적·국소적 분해가 가능하다. 특히 광열 효과를 가지는 Fe3O4 나노입자와 열 활성 불소 생성제(DPI-HFP)의 반응을 통해 Si–O 결합 절단이 연쇄적으로 일어나며, 기존 실리콘 직접 레이저 가공 대비 훨씬 낮은 에너지로 분해가 가능함을 확인하였다.
연구팀은 해당 소재를 기반으로 신축성 전자소자와 형상변환 소프트 로봇을 제작하였으며, 레이저 조사 후 전자소자의 선택적 파괴와 소프트 액추에이터의 운동 모드 변환이 가능함을 입증하였다.
본 기술은 온디맨드 원격 소멸이 가능한 차세대 보안형 소프트 전자소자 및 적응형 소프트 로봇 플랫폼으로의 응용 가능성을 제시한다. (Kim, K.-S., Oh, M.-H. et al., Laser-Triggerable Elastomeric Composites for Soft Electronics and Robotics, Soft Science 6, 47 (2026). DOI: 10.20517/ss.2026.07)
▲ (좌측부터) 재료공학부 김경섭 박사, 오민하 박사, 강승균 교수
▲ (상단) 레이저 조사에 의한 트랜지스터의 원격 분해, (하단) 레이저 조사를 통한 지형 적응형 소프트 로봇의 동작 모드 변경 이미지