40. 뱀만큼 민감한 열센서 개발-인공 피부에 이용
식물의 세포벽 성분을 이용한 정밀한 열센서 개발에 관한 기사를 소개한다. 직역이 아니고 의미가 잘 통하게 요약 정리했다.
사이언티픽 아메리칸 60 Second-Science
"Heat Sensor Has Snaky Sensitivity" By Christopher Intagliata on February 15, 2017
사이언스 프라이데이
오리지날 논문
Science Robotics. [Raffaele Di Giacomo et al, Biomimetic temperature-sensing layer for artificial skins]
지구상에 존재하는 가장 정밀한 열 감지 센서를 가지고 있는 것은 정밀 기계나 실험실이 아니다. 바로 pit viper 다. 독을 가진 뱀인 pit viper는 수만분의 1도 정도의 온도 차이를 1미터 정도의 거리까지 정확하게 감지하고 사냥에 이용한다. 지금까지 인간이 개발한 어떤 정밀한 센서도 이정도의 민감도에 이르지 못했다.
칼텍 Caltech 의 재료과학자들은 식물 세포벽의 성분인 펙틴 Pectin 을 이용해 pit viper 가 가진 온도 감지 민감도에 이르는 열센서 박막 heat sensor membrane을 개발했다고 발표했다. 이 연구는 사이언스 로보틱스에 발표되었다.
펙틴 분자는 DNA처럼 이중선 double-stranded을 형성하고 온도가 올라가면 마치 지퍼가 열리듯이 이중선이 풀리게 된다. 펙틴 분자 사이에 있던 칼슘 이온이 풀린 펙틴 분자에서 유리되어 나오면서 전기 전도도가 높아지고, 이 전기 신호를 측정하여 온도변화 정도를 측정할 수 있게 되는 원리이다.
이 센서의 민감도는 뱀의 열감지 정도만큼 정밀하다. 수만분의 1도의 온도 차이를 1미터 거리까지 분간할 수 있다. 이 새로운 열감지 센서 박막은 로봇에 센서로 사용되거나 사람을 위한 인공팔다리의 온도 감지용 인공 피부로 응용 가능할 것으로 예상된다. 온도 변화 신호를 어떻게 뇌로 전달할 것인가가 더 큰 과제라고 연구진은 설명한다.