제어 가능한 변형을 갖는 액정 탄성체를 얻고 연성 액추에이터 및 연성 로봇 분야에서의 적용 가능성을 높이기 위해, 본 논문에서는 액체 금속(LM)-액정 탄성체(LCE)를 기반으로 한 광구동 연성 액추에이터를 보고한다. 이 연성 액추에이터는 4D 프린팅 기술을 통해 제작되었으며 우수한 변형 프로그래밍 성능을 보였다. 초음파를 이용해 LM을 에탄올에 분산시키고, 이후 준비된 액정 용액에 LM 미세 입자를 혼합하여 균일한 LM-LCE 잉크를 얻었다. 4D 프린팅 기술을 활용하여 잉크의 배향 구조를 프로그래밍하고, 최종적으로 특정 변형을 갖는 연성 액추에이터를 제작하였다. 4D 프린팅을 통해 교차 직교 및 원뿔 배열 배향 구조를 갖는 LM-LCE 연성 액추에이터가 각각 제작되었다. 해당 액추에이터는 우수한 광열 특성을 지니며, 808 nm 적외선 레이저 조사 시 10초 내에 액추에이터 표면 온도가 120 ℃에 도달할 수 있다. 뛰어난 광열 성능을 바탕으로 교차 직교 배향 구조의 액추에이터는 빠르게 굽힘 변형을 일으키고, 원뿔 배열 배향 구조의 액추에이터는 나선 중심을 꼭짓점으로 하는 돌출 변형을 생성한다. 4D 프린팅 기술을 기반으로 한 LM-LCE 광구동 연성 액추에이터는 우수한 형태 프로그래밍 가능성을 가지며, 동적이고 복잡한 환경에서 더욱 뛰어난 적응성과 조절성을 보여 의료, 군사 및 연성 로봇 분야에서 널리 활용될 것으로 기대된다.

프로그래머블 변형;액정 탄성체;액체 금속;4D 프린팅;연성 로봇