우리 학부 김호영 교수 연구팀은 식물을 모방하여 만든 소프트 엔진 시스템을 열역학적으로 해석하는 최초의 모델을 제시하여 논문을 발표하였으며, 이달의 APS News의 기사에 선정되었다.

APS News는 매달 1회 발행되며 미국 물리학회(APS, American Physical Society)에서 발행하는 16개의 저널(Physical Review Letters, Physical Review Applied 등)에 게재된 모든 논문들 중에서 가장 흥미로운 연구주제를 10개 정도 선정하여 소개한다.

김호영 교수 연구팀은 식물처럼 습기를 머금으면 팽창하고 건조하면 수축하는 소프트물질 기반 액추에이터가 습기 에너지를 기계적 일로 변환하는 점에 착안하여, 열 기관에만 적용되던 열역학적 사이클 해석을 소프트물질 기반의 엔진에도 적용하였다. 그 결과, 근육이 없는 식물이 습기에너지를 기계적 일로 변환하는 열역학적 효율이 습기를 에너지원으로 사용하는 다른 인공 시스템에 비해 훨씬 높다는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 최근에 활발하게 개발되고 있는 자극 반응성 (열, 빛, 온도 등) 소프트 기계 시스템의 효율을 계산하여 성능을 높이는데 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 2022년 10월 26일 Physical Review Applied 저널에 게재되었고 (“Thermodynamics of hygroresponsive soft engines: cycle analysis and work ratio”, Physical Review Applied 18, 044061 (2022)), 11월 10일 APS News에 소개되었다. APS News는 다음 링크에서 확인할 수 있다 (https://www.aps.org/publications/apsnews/202212/plants.cfm).