기계공학부 구성원들의 많은 관심과 참여 부탁드립니다.

▣ 제  목: Programmable Mechanical Matter: 구조로 기능을 코딩하는 기계물질 설계

▣ 연  사: 김석 교수

▣ 소  속: 연세대학교 기계공학과

▣ 일  시: 2026. 6. 5.(Fri) 16:00

▣ 장  소: 제2공학관 B040호

▣ 초  록

자연은 수억 년의 진화를 통해 놀라운 공학적 해답을 물질의 구조 속에 새겨두었다. 뼈, 나무, 조개껍데기, 곤충의 외골격은 모두 나노미터에서 센티미터에 이르는 다중 스케일의 셀룰러(cellular) 계층 구조로 이루어져 있으며, 이 구조 덕분에 최소한의 질량으로 높은 강성·인성·다기능성을 동시에 구현한다. 핵심은 재료 자체의 조성이 아니라, 구조의 형상·기공성·연결성·주기성이라는 설계 변수를 통해 물성이'프로그래밍'된다는 점이다.

본 세미나는 이러한 자연의 원리를 공학적으로 구현하는Programmable Mechanical Matter (구조 설계를 통해 기계적·물리적 기능을 능동적으로 제어하는 물질 시스템)를 주제로 한다. 특히 적층제조 고려 설계(Design for Additive Manufacturing, DfAM)를 핵심 제작 수단으로 삼아, 전통적인 절삭·금형 공정으로는 구현할 수 없었던 복잡한 멀티스케일 구조체를 어떻게 실현하는지를 구체적인 연구 사례와 함께 소개한다.

본 세미나에서 다루는 내용은 크게 세 가지 부분으로 구성된다. 첫째, 발수·발액·입자 포집 등 생체모방 기능성 표면 미세구조 설계 및 대면적 제조 기술이다. 둘째, 비주기 격자 등 기계적 메타물질 설계를 통한 강성·에너지 흡수 특성의 능동적 제어이다. 셋째, 물 반응형4D 프린팅을 활용한 형상 변환 구조 및 다공성 구조체 기반의 물질 변환 사례이다. 이를 통해 구조-재료-제조의 삼각 축을 유기적으로 연결함으로써, 경량 고강성 구조, 에너지 효율화 촉매 반응기, 다기능성 표면 시스템 등 다양한 응용 가능성을 논의한다.

기계공학의 고전적 설계 관점이 어떻게 재료과학·제조공학·물리학과 융합되어 새로운 패러다임으로 진화하고 있는지, 그리고 이 분야에 어떻게 진입할 수 있는지를 함께 모색하는 자리가 되길 기대한다.