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[중국] 인공 합성 자체 구동 나노 로봇 연구

○ 중국 하얼빈(哈爾濱)공대 기초 및 교차과학 연구원 산하 마이크로 나노기술 연구센터 허창(賀强) 교수 연구팀은 '하얼빈공대 로봇 기술 및 시스템국가 중점 실험실'의 과학연구 비용 지원을 받아 최근 인공 합성 자체 구동 나노 로봇 연구에서 혁신적인 연구 성과를 달성하여 이슈가 되고 있다.

○ 연구팀의 관련 연구 성과는 '근 적외선이 촉발시킨 폴리머 멀티 층 나노로켓 스위칭 운동(Near-Infrared Light-Triggered‘On/Off’Motion of Polymer Multilayer Rockets)'이라는 테마로 나노분야 국제학술지 미국 화학학회(ACS) 나노(ACS Nano)지에 발표되었다.

○ 최근 년 간 어떻게 하면 인공 합성 방법으로 제어 가능하게 자체 구동 인조 나노 로봇을 개발하고 이런 로봇을 나노 기술 및생물 의학 등 분야에 응용할 것인가라는 과제는 극히 도전적인 선행 교차 이슈 연구 과제로 대두된 상황이다.

○ 전(前) 단계 연구를 실행하는 과정에서 허창 교수 연구팀은 최초로 백금나노 입자 기능화의 폴리머 나노 튜브를 개발하였으며 내부 화학 촉매가생성시킨 버블은 구동 나노 튜브의 신속한 운동('나노 로켓')을 발생시킨다는 점을 발견하였다.

○ 연구팀의 관련 연구 성과는 국제 유명 학술지인 '독일 응용 화학(Angew.Chem. Int. Ed.)'에 발표되었다.

○ 하지만 어떻게 하면 나노 로봇의 가동 혹은 중단에 대한 인위적인 제어를실현하여 인체 내에서의 약물 전송을 지원하는 등 부분적인 실제 응용을 실현할 것인가는 여전히 현재 해결해야 할 난제에 속하고 있는 상황이다.

○ 허창 교수 연구팀은 근 적외선 레이저 발사 시의 광 열 전환 효과를 응용하여 나노 로켓에 대한 여러 차례 스위칭 운동을 실현하였다.

○ 허창 교수 연구팀이 실현한 나노 로켓 스위칭 운동의 기본 원리는 임계 화학 연료 농도 하에서 '나노 로켓'은 정지 상태에 있지만 적외선 레이저 방사 나노 로켓이 발생시킨 온도 상승은 연료의 확산 속도 및 후속 화학 촉매 반응 속도를 향상시켜 나노 로봇의 신속한 운동을 촉발시키게 되며, 근 적외선 레이저를 제거할 때 온도의 하락은 관련 화학 촉매 속도 하락을 발생시켜 '나노 로켓'의 속도 감소를 중단시키게 되며 이런 스위칭 과정이 반복하여 여러 차례 진행 될 수 있게 된다는 것이다.