듀크 대학교 기계공학과 샤오위에 니(Xiaoyue Ni) 교수팀이 갈륨-철 복합체로 채워진 27개 셀을 가진 레고형 블록을 조립해, 전기 신호로 국소 가열·냉각하며 강성·감쇠 등 기계적 물성을 실시간으로 바꿀 수 있는 3D 메타물질을 시연했습니다. 연구는 Nature Materials에 게재됐습니다.
상온에서 고체 또는 액체 상태가 가능한 갈륨-철 복합체를 셀에 채우고, 전류로 가열해 원하는 셀만 액체화(0)하거나 냉각해 고체화(1)시킵니다. 0°C에서 전체 리셋이 가능해 반복 재프로그래밍이 됩니다.
10개 블록을 직렬 연결해 로봇 물고기 꼬리를 만들고, 내부 고체 셀 패턴을 바꿔가며 동일한 모터 구동으로 전혀 다른 헤엄 궤적을 구현했습니다. 2D 시트 형태로는 플라스틱부터 고무까지 다양한 소프트 소재 물성을 모방할 수 있음을 보였습니다.
연구팀은 용융점이 다른 금속 조합으로 인체 내 작동 온대 대응, 혈관 내 탐색용 스텐트나 미세 전자기기 내부 재구성 부품 등으로 소형화·다기능화를 추진 중입니다.
자세한 내용은 Xiaoyue Ni(xiaoyue.ni@duke.edu)에게 문의하세요.
복합재료
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