국립부경대, 빛으로 미세바늘 작동…가축 원격 처치 가능성 열어

스냅스루 액정엘라스토머-마이크로니들 장치의 구동 원리와 스마트 축산 활용 예시.(사진=국립부경대 제공)

빛을 쬐면 피부 안으로 미세바늘을 밀어 넣는 장치가 국립부경대학교 연구진에 의해 개발됐다. 가축 상태를 확인하는 수준을 넘어 필요한 처치까지 자동으로 수행할 수 있는 기술로 주목된다.

고분자공학전공 김대석 교수·이채원 석사과정생과 휴먼바이오융합전공 박승현 교수·김난경 석·박사통합과정생은 외부 자극에 따라 형태가 달라지는 액정 엘라스토머에 자석과 순간 반전 구조를 접목했다.

연구진은 활처럼 구부린 소재에 자외선을 비춰 내부에 힘이 쌓이도록 했다. 일정 지점에 이르면 구조가 빠르게 뒤집히면서 아래에 부착된 마이크로니들을 밀어내는 방식이다.

자석을 더한 뒤 장치의 최고 속도는 초당 약 332㎜를 기록했다. 빛만 사용했을 때보다 구동력은 약 14.6배 높아졌다.

성능 확인에는 피부를 본뜬 젤라틴과 돼지 피부 조직이 쓰였다. 돼지 피부에서 바늘은 평균 약 364㎛까지 들어갔으며 형광 물질이 주변으로 전달되는 현상도 나타났다.

연구 결과는 국제학술지 'Advanced Functional Materials'에 지난 7일 온라인으로 실렸다. 연구팀은 해당 방식이 향후 스마트 축산을 비롯해 원격 제어가 필요한 의료기기와 소프트 로봇 분야에도 활용될 수 있다고 내다봤다.

부산=김성욱 기자