고령인구의 증가와 육체노동 환경의 지속으로 인간의 근력을 보조할 수 있는 웨어러블 로봇의 필요성이 커지고 있습니다. 기존의 웨어러블 로봇은 단단하고 무거운 외골격 구조와 고가의 가격 때문에 대중화에 한계가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 국내 연구진은 일상복처럼 가볍고 부드러운 '근육 옷감' 소프트 로봇을 개발했습니다. 이 기술은 온도 변화에 따라 수축하는 형상기억합금의 특성을 활용하여 사람의 근육 움직임을 모방한 것이 특징입니다. 이를 통해 착용자는 거부감 없이 일상에서 근력을 보조받을 수 있는 새로운 기회를 얻게 되었습니다.

만약 옷처럼 입기만 해도 내가 가진 근력의 몇 배 이상의 힘을 내거나 근지구력을 늘려줄 수 있는 옷이 있다면 얼마나 좋을까요?

'근육 옷감' 소프트 로봇은 매우 얇고 유연한 소재로 제작되어 실제 의류와 구분이 어려울 정도로 착용감이 우수합니다. 전류를 흘려보내 소재의 온도를 조절함으로써 필요한 순간에만 옷감을 수축시킬 수 있어, 무거운 물건을 들어 올릴 때 최대 80%에 달하는 근력 증강 효과를 제공합니다. 또한 근지구력을 크게 높여주어 택배나 돌봄노동 등 반복적인 육체노동이 요구되는 작업 환경을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 비록 일상적인 상용화까지는 추가적인 연구가 필요하지만, 머지않은 미래에 우리 삶의 필수적인 보조 도구로 자리 잡을 것으로 기대됩니다.

현대 첨단 산업의 핵심인 반도체는 컴퓨터의 연산 장치뿐만 아니라 회로 내부의 전류를 제어하는 전력 반도체로도 널리 활용됩니다. 전력 반도체는 교류를 직류로 변환하거나 전압과 전류를 조절하는 인버터의 핵심 부품입니다. 전통적인 전력 반도체는 주로 실리콘을 주재료로 사용해 왔습니다. 하지만 실리콘 전력 반도체는 회로에 강한 전류가 흐를 때 발생하는 저항열로 인해 섭씨 150도 이상이 되면 정상적인 작동이 불가능하다는 고질적인 한계를 지니고 있었습니다. 이 때문에 열을 식히기 위한 크고 무거운 냉각 시스템이 필수적이었습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 국내 연구진은 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체를 개발하는 데 성공했습니다. 실리콘 카바이드(SiC) 전력 반도체는 섭씨 500도에 달하는 고온에서도 특성을 잃지 않고 안정적으로 작동합니다. 이 덕분에 별도의 무거운 냉각 시스템을 생략할 수 있어 전체적인 전자기기의 부피와 무게를 획기적으로 줄여줍니다. 특히 전기자동차와 같은 모빌리티 분야에 적용할 경우 차량의 무게를 줄여 전비를 향상시키는 데 기여할 수 있어, 차세대 전력 시스템의 핵심 기술로 각광받고 있습니다.

친환경 에너지원으로 주목받는 수소를 안전하게 저장하는 기술 역시 미래 산업의 중요한 과제입니다. 수소는 기체 상태로 보관 시 부피가 크고 금속을 취약하게 만드는 수소취성 문제를 일으키기 때문에, 극저온 냉각을 통해 액체 상태로 저장하는 방식이 선호됩니다. 기존에는 영하 253도의 극저온을 견디기 위해 비싼 스테인리스강이나 알루미늄 합금을 사용했으나, 최근 국내 연구진은 경제적이면서도 뛰어난 내구성을 가진 고망간강 액체수소 저장탱크 개발에 주력하고 있습니다. 이 기술이 국제표준으로 인정받는다면 세계 시장을 선도할 것입니다.