플렉시블 전자기기, 에너지 저장 및 부식방지 코팅과 같은 분야에 적용하는 것 외에도 그래핀 기반의 나노물질은 소프트 로봇(Soft Robotics)과 같은 스마트 물질을 구축하는데 사용되기도 한다. 소프트 로봇은 과학자들이 기존의 하드 로봇을 제조하는데 사용하던 재료와 메커니즘을 제고하도록 함으로써 공학 분야에서 새로운 패러다임을 창출하고 있다.
그래핀은 가시광선에서 근적외선 범위의 흡수 감소를 보이지만, 근적외선 범위에서는 유용한 광열 전환효율을 나타낸다. 중국 시안교통대학(Xi'an Jiaotong University)의 Weitao Jiang 박사는 “이러한 그래핀의 특징은 약물 전달, 광열 및 광역학적 치료와 같은 바이오메디컬 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있다”고 평가했다.
바이오메디컬 분야에서의 그래핀의 광열효과에 영감을 얻어, Jiang의 연구팀은 그래핀 나노복합체를 기반으로 하는 구동 메커니즘을 제안했다. Advanced Functional Materials지에 게재된 연구에서, 연구팀은 소프트 및 빛으로 구동되는 로봇 플랫폼을 제시하고 있다. 이러한 이중 플랫폼은 용이하고 규모 확장이 가능하며, 플랫폼 제조를 위해서는 하부 층과 상부 층에 각각 스핀 코팅 공정과 스크래핑 코팅만을 사용한다. 연구팀은 “이런 이중층 디자인을 위해 그래핀과 소프트 물질인 PDMS를 결합시켰다”며 “PDMS는 이미 다양한 분야에서 연구되고 사용되고 있으며, 뛰어난 생체적합성은 생체 내·외의 적용에 대단히 유리하다”고 연구 성과를 전했다.
(a) 꼬리 지느러미를 이용한 물 속에서 물고기의 유영 (b) 근적외선으로 국소적인 자극을 함으로써 어떤 방향으로도 움직임이 가능한 소형 물고기
자료. KISTI 미리안「글로벌동향브리핑」
