UNIST 기계공학과 김태성 교수팀은 나노미터 크기 통로 안에서 소금 결정을 만들고 녹이는 방식으로 전류를 켜고 끄는 이온 스위치를 개발했다. 이 소자는 반도체 트랜지스터처럼 스위치 역할을 하지만, 전자 대신 이온의 이동으로 전류를 제어한다. 높이 약 120나노미터 통로에 염화칼륨이나 염화나트륨 용액을 채운 뒤, 용액 속 이온이 모여 소금 결정이 되면 통로가 막혀 전류가 끊기고, 결정이 녹으면 다시 전류가 흐른다.
연구팀은 이 과정을 반복하기 위해 이온 통로 위에 질소 기체나 물을 흘리는 별도 통로를 두고, 두 통로를 물 분자만 지나는 얇은 막으로 분리했다. 건조한 질소를 흘리면 아래 용액의 물이 빠져나가 농도가 높아지며 결정이 생기고, 물을 다시 공급하면 결정이 녹는다. 염화칼륨 용액 기반 스위치는 32차례 연속 작동에서 켜짐 상태 전류가 꺼짐 상태보다 평균 156배 컸고, 차단에는 평균 8.6초, 재개에는 3초 이내가 걸렸다. 연구팀은 스위치 두 개로 OR와 AND 논리회로도 구현해, 이온 회로가 뇌 신호 모방 연산이나 신경 자극 장치에 쓰일 수 있는 기반을 제시했다.