나노기술 및 정책 정보

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● 미국 University of Chicago의 박지웅 교수 연구팀이 조립라인을 통하여 2D 재료 등 나노물질을 조립하는 로봇을 개발

● 현재 연구 환경에서는 2D 재료, 신소재 등 소재의 특성을 테스트하기 위해 해당 소재를 직접 제작해야 하므로 연구에 어려움이 존재

● 특히, 그래핀 등 2D 재료 분야에선 원자 두께에 불과한 시트를 쌓는 단계가 가장 중요하며, 얇은 층일수록 특이한 작용을 보임.

● 이에 연구팀은 나노물질 제조 프로세스가 완전히 자동화되어있는 조립라인과 로봇을 개발하였으며, 프로그래밍만 하면 바로 처리가 가능

● 먼저, 실험을 통해 매우 정밀하고, 물질을 오염시키지 않으며, 넓은 면적의 패턴을 만들 수 있는 기술을 개발하였으며, 극도로 연약한 시트를 조작할 수 있는 로봇을 개발

● 연구팀은 자외선에 노출되면 바로 녹아내리는 고분자 기반 ‘로봇 손’을 고안하였으며, 시트가 정확하게 배치되면 손이 녹아 시트가 제자리에 떨어지는 작용을 수행

● 그 결과, 해당 로봇은 작은 충격에도 손상되는 시트를 들어 올릴 수 있을 만큼 정밀하면서도 정확한 위치에 다시 내리는 것이 가능

● 이 시스템을 통해, 연구자들은 조립라인을 프로그래밍하여 수십 개의 층으로 구성된 재료 구조를 만든 후, 몇 분 안에 테스트를 할 수 있는 완성된 샘플을 받아볼 수 있으며, 각 시트를 다른 각도로 회전시킬 수 있는 기능 등 다양한 맞춤 옵션을 제공

※ Nature Nanotechnology 게재(2022.01.24.), “Robotic four-dimensional pixel assembly of van der Waals solids”