자화 형태를 쉽게 지우고 다시 쓸 수 있는 신기술이 개발됐다. 이는 자기장에 반응해 스스로 움직이는 자성 스마트 소재로, 다양한 모양을 만들 수 있게 됐다. 
울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 김지윤 교수팀과 서울대 재료공학부 권민상 교수팀이 공동으로 자화 형태를 바꾸는 자성 스마트 소재를 개발했다. 
자화란 자석이 아닌 물체가 자석의 성질을 띠는 것으로, 자석 입자의 배열과 모양에 따라 자화 형태가 바뀐다. 자성 스마트 소재는 이러한 자화 형태와 외부 자기장 간의 상호 작용을 통해 움직인다. 이는 자석에 다른 자석을 갖다 댔을 때 발생하는 당기는 힘과 밀어내는 힘을 이용하는 것이다. 
자화 형태는 자석의 힘의 세기와 N극과 S극의 방향을 결정하는 설계도다. 자화 형태에 따라 자성 스마트 소재가 특정 방향으로 구부러지거나 접힌다. 
그런데 자화 형태는 소재 제작 과정에서 내부에 한 번 만들어져 고정되는 경우 그 모양을 바꾸기가 쉽지 않다. 움직임을 원격으로 제어할 수 있고, 외부 자극에 빠르게 반응하는 장점이 있음에도 자성 스마트 소재가 널리 쓰이지 못하는 이유다. 

연구팀은 온도에 따라 상태가 바뀌는 물질을 개발해 이와 같은 문제를 해결했다. 연구팀이 개발한 소재는 자석 입자와 상변화 물질(PEG)이 혼합된 마이크로미터(100만분의 1m) 크기의 알갱이인 자성 미소 구체가 고분자 기질에 박힌 구조다. 
고체에서 액체로 변하는 상변화 물질 PEG로 인해 자화 형태를 여러 차례 반복해 바꾸는 것이 가능하다.

액체가 된 상변화 물질 때문에 자석 입자가 외부 자기장을 이용해 자화 형태를 새롭게 입력할 수 있다. 
반면 온도가 상온으로 내려가면 고체가 된 상변화 물질 때문에 자석 입자가 물리적으로 움직일 수 없어 자화 형태가 고정된다. 
제1저자 송현서 UNIST 신소재공학부 석·박사통합과정 연구원은 “PEG의 고체 액제 간 상변화는 가역 반응이기 때문에 이 과정을 반복함으로써 부드러운 복합 소재의 자화 형태를 원하는 만큼 재설계할 수 있다”라고 설명했다. 
연구팀은 개발한 복합 소재로 셀프 종이접기가 가능한 자성 소프트 액추에이터도 만들었다. 액추에이터 자화 형태를 실제 작동 환경에서 재설계하고, 이를 자기장에 노출해 복잡한 3차원 형태를 다양하게 구현했다. 가역 반응을 이용하기 때문에 액추에이터에 반복적으로 새로운 자화 형태를 입력해도 소재의 성능이 유지된다. 
연구팀 김지윤 교수는 “기존의 연구와 달리 자성 입자나 고분자 기질의 고유 특성을 바꾸지 않으면서도 쉽게 자화 형태 재설계가 가능한 소재를 개발했다는 데 의의가 큰 연구”라며 “이번에 개발된 소재는 유연성을 갖춰 의공학과 유연 전기소자, 소프트 로봇 등 가변형 스마트 소재가 필요한 분야에서 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.