플렉서블 전자기기에 활용될 ‘자가 변형 필름’ 개발

이종호 교수, 형상 기억 합금 특성과 필름 탄성 이용

자가 변형 필름과 플렉서블 LED 디스플레이가 결합된 자가 변형 LED 디스플레이 ⓒ한국연구재단

이종호 광주과학기술원 교수팀이 휘어지거나 모양이 변하는 플렉서블 전자기기에 활용될 수 있는 ‘자가 변형 필름’을 개발해 새로운 전기를 마련했다.

전기로 동작할 수 있는 얇은 형상 기억 합금을 일정한 간격을 가진 블록으로 필름에 부착해 제작한 자가 변형 필름은 두께가 약 250 마이크로미터(㎛)로 매우 얇아 플렉서블 전자기기에 결합한 채 휘어져도 전자기기에 가해지는 변형이 최소화된다.

사용된 형상 기억 합금은 열이 가해지면 수축하는 특징이 있고, 형상 기억 합금의 특성과 필름의 탄성을 이용하여 굽혔다 펴지는 양방향 동작이 모두 가능하다.

또 가해진 전류에 따라 휘어지는 정도를 제어할 수 있고, 합금을 고정시키는 블록의 배열 및 필름 기판의 디자인 요소에 따라 다양한 모양으로 제작할 수 있다.

자가 변형 필름을 활용하여 제작된 손 형태의 소프트 로봇 ⓒ한국연구재단

개발된 자가 변형 필름은 전기적으로 동작이 가능하고, 다양한 모양을 가지며 현재 개발된 플렉서블 LED 디스플레이와 결합하여 능동적으로 변형되는 플렉서블 전자기기 또는 필름 형태의 소프트 로봇 제작이 가능하다.

이 연구 결과는 플렉서블 전자기기 분야의 새로운 활용 가능성을 제시하였으며, 컨텐츠 혹은 상황에 따라 형상이 변하는 디스플레이 혹은 스스로 말렸다 펼쳐지는 태양전지 등 다양하고 능동적인 플렉서블 전자기기나 소프트 로봇 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이종호 교수 ⓒ한국연구재단

이종호 교수는 “이번 연구결과는 플렉서블 전자기기 분야의 새로운 활용 가능성을 제시한 연구라는데 가장 큰 의의가 있다”며 ”추후 컨텐츠 혹은 상황에 따라 형상이 변하는 디스플레이, 스스로 말렸다가 펼쳐지는 태양전지 등 다양하고 능동적인 플렉서블 전자기기나 소프트 로봇 등에 적용할 수 있을 것“이라고 설명했다.

이 연구 성과는 로봇연구 분야 최고 국제학술지 소프트 로보틱스(Soft Robotics) 7월 23일 자 논문으로 게재되었다.(논문명 : Robotic flexible electronics with self-bendable films)