연구자들이 플라스틱을 빛으로 조종하는 기술 개발

핀란드의 연구자들은 현재 플라스틱을 빛으로 조종하는 기술을 개발하고 있다. 이것은 처음으로 합성 작동기, 즉 열응답성 액정 고분자 네트워크와 염료로 코팅된 플라스틱이 과거의 경험을 통해 새로운 동작을 학습할 수 있는 기술이다.

이 프로젝트에서 사용되는 플라스틱은 열응답성 액정 고분자 네트워크와 염료로 코팅되어 있다. 이것은 에너지를 기계적運動으로 변환할 수 있는 연성 작동기이다. 처음에는 열에만 반응했지만, 빛과 열을 연관시킴으로써 플라스틱이 빛에 반응할 수 있게 되었다. 작동기는 약간의 유연성을 가지고 있으며, 인덱스 손가락을 구부리는 것과 유사한 방식으로 구부린다. 작동기에 빛을 투사하면加熱되어 인치웜과 유사한 방식으로 “걸어”가며, 1 mm/s의 속도로 이동한다.

아리 프리마기(Arri Priimägi)는 탐페레 대학교의 선임 저자이다.

프리마기는 “우리의 연구는 무생물 물질이 매우 단순한 의미에서 학습할 수 있는지 묻는 것이다”라고 कहत다. “나의 동료인 올리 이칼라(Olli Ikkala) 교수는 물질이 학습할 수 있는지, 그리고 물질이 학습한다면 무엇을 의미하는지 질문했다. 우리는 이 연구를 통해 새로운 기술을 배우는 로봇을 만들기 위해 협력했다.”

연구 팀의 다른 구성원으로는 탐페레 대학교의 하오 쩡(Hao Zeng)과 알토 대학교의 항 장(Hang Zhang) 등이 있다.

또한 조건화 과정은 빛과 열을 연관시킴으로써 작동기에 염료를 확산시켜 청색으로 변하게 한다. 전체적인 빛 흡수율이 증가하고, 광열 효과도 증가한다. 작동기의 온도도 상승하고, 조사 시 구부린다.

프리마기는 팀이 잘 알려진 다른 실험에 의해 영감을 받았다고 한다.

프리마기는 “우리가 수행한 이 연구는 파블로프의 개 실험에 의해 영감을 받았다”라고 कहत다.

파블로프의 개 실험에서, 개는 음식을 보았을 때 침을 흘렸고, 파블로프는 개에게 음식을 주기 전에 종을 울렸다. 이것을 몇 번 반복한 후, 개는 음식과 종을 연관시켜 종을 들으면 침을 흘리기 시작했다.

프리마기는 “우리의 시스템에서, 열은 음식에 해당하고, 빛은 파블로프의 실험에서 종에 해당한다”라고 कहत다.

프리마기는 “많은 사람들이 우리가 이 유사성을 너무 далеко 끌고 간다고 말할 것이다”라고 कहत다. “어떤 의미에서, 그들은 옳다. 생물학적 시스템과 비교했을 때, 우리가 연구한 물질은 매우 단순하고 제한적이다. 그러나 올바른 상황에서는 유사성이 성립한다.”

팀은 이제 시스템의 복잡성과 제어 가능성을 증가시킬 것이다. 이것은 생물학적 시스템과 유사성을 그릴 수 있는 한계를 찾는 데 도움이 될 것이다.

프리마기는 “우리는 무생물 물질을 새로운 시각으로 바라보는 질문을 묻는 것을 목표로 한다”라고 कहत다.

시스템은 단순히 걸을 수 있을 뿐만 아니라, 염료의 코팅에 해당하는 다양한 파장의 빛을 인식하고 반응할 수 있다.因此, 물질은 원격으로 제어할 수 있는 조정 가능한 연성 마이크로 로봇이 된다. 이것은 생물의학적 응용 분야에서 매우 유용하다.

프리마기는 “그곳에는 많은 흥미로운 측면이 있다”라고 कहत다. “원격으로 제어되는 액정 네트워크는 작은 인공 근육과 같은 행동을 한다. 나는 그것이 생물의학 분야뿐만 아니라 광학 분야에서 미래에 많은ประโยชน을 제공할 수 있을 것이라고 믿는다.”