이 기술을 칩과 반도체에 적용하여 유연한 프로세서를 만들 수 있습니다.
MIT 연구진이 새로운 소재 제작 기술을 개발하여, 해당 물질이 유연하면서도 높은 강도와 어느 정도의 강성(stiffness)을 동시에 유지할 수 있게 했습니다.
MIT 뉴스 보도에 따르면, 연구팀은 미세한 스트럿(strut)과 직조 구조를 결합한 미세 이중 네트워크(double-network) 설계를 활용해 이러한 성과를 달성했습니다. 이 조합은 처음 플렉시글라스와 같은 폴리머에 테스트되었으며, 이 폴리머는 파괴되기 전까지 원래 크기의 네 배까지 늘어나는 것이 확인되었습니다. 나아가, 이 기술은 유리, 세라믹, 금속 등 다른 재료에도 적용 가능하여 반도체와 같은 다양한 산업으로 활용 범위가 확장될 수 있습니다.
이 메타물질(metamaterial) 설계는 미세한 스트럿과 트러스 구조를 통해 강성을 얻어 재료를 단단하지만 취약하게 만듭니다. 하지만 여기에 선형 지지 구조를 감싸는 코일 형태의 실 같은 구조를 추가함으로써, 폴리머는 기본적인 격자 구조만 사용한 재료보다 최대 10배 이상, 즉 원래 크기의 세 배까지 늘어난 상태에서도 파손되지 않는 모습을 보였습니다.
이 외 관련 기술 분야:
- 상하이라는 과학자들은 머리카락보다 얇은 섬유로 만든 컴퓨터 칩이면서도 15.6톤의 압착 힘을 견딜 수 있음을 밝혀냈습니다.
- 하버드 연구진은 소프트 로보틱스를 위한 새로운 3D 프린팅 방법을 개발했습니다.
- 연구진은 프로세서에 직접 내장할 수 있는 원자 단위의 2D 온도계를 제작했습니다.
이 연구팀에 속한 MIT 조교수 카를로스 포르텔라(Carlos Portela)는 "우리는 메타물질 분야의 새로운 영역을 개척하고 있다"라며, "이중 네트워크 금속이나 세라믹을 프린트하는 것만으로도 파괴하는 데 더 많은 에너지가 필요하고 신축성이 훨씬 뛰어나다는 많은 이점을 얻을 수 있을 것"이라고 말했습니다.
추가된 유연성의 비결은 격자 프레임 내 실 구조의 매듭과 엉킴에서 나옵니다. 이는 재료가 더 많은 응력을 흡수하도록 도와주며, 스트럿에 균열이 발생하더라도 에너지가 재료 전반에 걸쳐 불균일하게 분산되기 때문에 균열이 쉽게 전파되지 않습니다.
포르텔라는 MIT 뉴스에 "이 직조 네트워크를 격자무늬 주변에 복잡하게 엉킨 스파게티 같다고 상상해보세요. 우리가 단일 격자 네트워크를 부수면, 부서진 조각들이 따라와 이 모든 스파게티에 얽히게 됩니다"라며, "이것이 직조 섬유 간의 엉킴(entanglement)을 촉진시키고, 이는 곧 더 많은 마찰력과 에너지 소산(energy dissipation)을 의미합니다"라고 설명했습니다.
이 새로운 기술은 반도체 산업에도 잠재적으로 적용될 수 있어, 제조사가 의류나 기타 웨어러블 액세서리에 부착할 수 있는 유연한 칩을 제작할 수 있게 합니다. 나아가 연구팀은 구조에 서로 다른 두 가지 재료를 사용할 가능성도 탐구하고 있습니다. 한 예로, 온도에 다르게 반응하는 폴리머를 사용하여, 추운 환경에서는 재료가 더욱 부드럽고 유연해지지만, 뜨거운 온도에서는 더 단단하고 강성을 가지도록 하는 방식입니다.
이러한 기술이 가까운 시일 내에 웨어러블 기기에 상용화되기까지는 시간이 걸리겠지만, 이번 발전은 우리에게 미래 기술의 가능성을 엿보게 합니다. 아마도 미래에는 이 기술을 활용한 칩이 탑재된 스마트 의류나 첨단 웨어러블 기기를 볼 수 있게 될 것입니다. 최신 뉴스, 분석, 리뷰를 피드에서 받아보려면 Google News에서 Tom's Hardware를 팔로우하세요. 반드시 팔로우 버튼을 클릭하세요.