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액추에이터로부터 관찰한 기능성 유체

전문가 제언: ○ 전기점성유체(ERF : Electro-Rheological Fluid)와 자기점성유체(MRF : Magneto-Rheological Fluid)가 평판전극 사이의 전계 또는 자계에 의하여 클러스터를 만드는 것은 마이크로미터 또는 나노 크기의 미립자(유전체)가 분극으로 서로 끌리는 힘이 생기기 때문이다. 두 전극 사이에 전계 또는 자계를 인가함으로써 이들 미립자는 전극 사이에 고정되고 전극 사이에 흐르는 유체를 방해하게 되어 이 시스템은 벌브 역할을 하게 된다.

○ 전계공역유체(ECF : Electro-Conjugate Fluid)는 침과 봉으로 만들어진 전극 사이에 고전압을 걸면 제트류를 발생하는 기능성 액체의 일종이다. 이렇게 발생되는 제트는 전극이 미소화 될수록 혹은 전극 사이의 간격이 좁혀질수록 강한 제트가 발생한다. 검토자도 1970년대에 연구에 전념한 때가 있었다(이정오 양배덕 : “EHD air mover에 관한 연구”, 대한전기학회지, vol.22, no.3, may 1973). 이것은 강전계 구배에 의한 이온화와 강전계 형성으로 이들 이온을 반대 전극에서 끌어 들이는데 기인되는 것이다. 이 현상은 자계의 경우는 분극에 의하며 기체나 액체의 경우에도 제트발생이론은 동일할 것으로 생각한다.

○ 상기 이론으로 필자는 기능성 액체로 분류하여 미소 펌프, 미소 벌브, 미소 액추에이터, 미소 모터를 개발하고 있다. 현재는 수 mm 크기로 관내 관찰용 로봇에 이용하는 것이 고작이지만 나노 크기의 입자를 이용하고 낮은 전압으로 또는 미세한 자력으로 동작시킬 수 있게 되면 그 활용 범위는 무한히 넓어질 것이다. ECF제트에 대해 아직도 불명확한 점이 있으나 마이크로화로 실용적인 액추에이터의 탄생을 기대한다.

– 또한 이들 기능성 유체응용 마이크로 액추에이터 기술은 금후에 마이크로 메카트로닉스의 요소기술로서 밀리미터 크기로 높은 파워밀도 액추에이터로서 관내 작업머신, 마이크로모션 컨트롤 시스템, 마이크로 공장, 마이크로서저리, 마이크로로봇 등 광범위하게 이용될 것으로 기대한다. 우리나라 젊은 연구자들의 분발을 기대한다.

저자: Shinichi Yokota
자료유형: 학술정보