하나의 자성 입자로 구동부터 분해까지, ‘이중모드 원격제어 자성 소재’ 개발
재료공학부 공동연구팀의 구동과 소멸을 자기장 모드로 조절하는 자성 엘라스토머 소재 연구가 국제 학술지 Advanced Functional Materials에 출판되었다.
이번 연구는 자성 엘라스토머에서 DC 자기장 기반 구동과 AC 자기장 기반 분해를 구현해, 소프트 로봇의 작동과 수명 종료를 단일 자극 체계로 제어할 수 있음을 보인 사례로 평가된다. 연구팀은 Fe3O4 나노입자가 포함된 실리콘 엘라스토머 복합체를 설계하여, DC 자기장에서는 형태 변형을 유도하고 AC 자기장에서는 강자성 공명 기반 자기열 효과로 1초 이내 200°C 이상의 초고속 국소 가열과 빠른 분해를 구현했다. 해당 AC 자기장 세기는 지구 자기장의 수 배에서 수십 배 수준으로 매우 작음에도 초당 1000 K의 초기 온도 증가율을 유도할 수 있어, 고속 원격 가열 방식으로 주목된다. 또한 460% 이상의 높은 연신율과 Si–O 결합 절단 기반 분해를 입증하며, 자기장만으로 움직이고 필요 시 사라지는 소프트 로봇 및 보안형 전자소자로의 활용 가능성을 제시했다.
(Han J et al. Dual-Mode Magnetic Elastomer for On-Demand Motion and Degradation, Advanced Functional Materials (2026), Early View, DOI: 10.1002/adfm.75790)
▲ (좌측부터) 재료공학부 한지은 박사과정, 안현 박사과정, 권민상 교수, 강승균 교수
▲ (상단) AC 자기장 하에서의 자성 복합 소재의 자기열 분해
(하단) 자성 소프트 액추에이터의 DC 자기장 기반 이동 및 AC 자기장 기반 분해를 통한 파이프 청소 로봇 구현