김연수 교수팀, 생명체 모방한 '자가조절 하이드로겔' 원리 제시
포스텍은 김연수 교수 연구팀이 외부 자극 없이 스스로 움직이고 반응할 수 있는 '자가조절 하이드로겔' 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
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| ▲ 포스텍 신소재공학과 김연수 교수. [포스텍 제공] |
포스텍에 따르면 이 대학 신소재공학과 김연수 교수, 정태훈 박사, 통합과정 최재원 연구팀이 '스스로 움직이는' 하이드로겔 기술의 원리와 설계, 응용 등을 미국화학회(ACS)의 최상위 학술지인 '케미컬 리뷰스' 온라인판에 게재했다.
'하이드로겔'은 물을 머금은 젤리 같은 물질로 온도나 빛, 화학 반응에 따라 팽창하거나 투명도가 달라진다. 여기에 생명체가 스스로 상태를 조절하는 '자가조절' 개념을 접목한 '자가조절 하이드로겔'은 외부의 자극 없이 스스로 팽창·수축하고 투명도를 바꿀 수 있는 차세대 스마트 소재다.
여기서 핵심은 '음성 피드백 루프'다. 이 구조 덕분에 단순히 '켜고 끄는' 방식으로만 반응하는 기존 하이드로젤 소재와 달리 자가조절 하이드로젤은 살아 있는 조직처럼 반복적 변화를 만드는 '물리적 지능' 구현이 가능하다.
연구팀은 자가조절 하이드로겔의 자율적이고 반복적인 움직임 구현 능력이 향후 다양한 스마트 소재로의 확장을 가능하게 할 것으로 내다봤다.
특히 하이드로겔 내부의 주기적 나노구조 변화에 따라 색이 자율적으로 진동, 변조될 수 있는 특징을 이용하여 무전원 색 센서, 위장 소재, 인터랙티브 디스플레이로 응용이 가능하다.
이처럼 자가조절 하이드로겔은 생명체의 자율적 반응을 모사하는 미래형 소프트 로보틱스 및 스마트 소재 플랫폼으로 주목받고 있다.
또한, 상처를 임시로 봉합하거나 약물을 자동으로 방출하는 '치료용 겔', 일정 시간이 지나면 흔적 없이 사라지는 정보 저장 장치 등 의료 및 정보 분야에서도 유망한 응용 가능성을 보여준다.
김연수 교수는 "자연계 자가조절 원리를 모사한 하이드로겔은 단순 모방을 넘어 실생활에 필요한 지능형 소재로 확장될 것"이라고 말했다.
KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr
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