Categories: 과학

스스로 움직이는 구조를 만드는 ‘4D 프린팅’

4D 프린팅 기술은 자신의 형태를 스스로 바꿀 수 있는 3D 구조를 만드는 기술을 말합니다.

오늘날 3D 프린팅 기술은 다양한 재료를 바탕으로 여러 가지 제품들을 만들어내는 데 쓰이고 있습니다. 플라스틱, 세라믹, 유리, 금속 그리고 초콜렛이나 살아있는 세포와 같은 재료들에도 적용되고 있습니다. 3D 프린팅은 기존의 프린터처럼 재료들을 잉크로 사용해 특정한 위치에 뿌리는 기술이지만, 기존의 프린터와 달리 이 재료를 3차원으로 쌓을 수 있는 기술을 말하며 이를 통해 3차원 입체를 만들어내게 됩니다.

“3D 프린터의 가격은 100만원 이하로 내려올 것이고, 산업뿐만 아니라 가정에서도 유용한 기술이 될 것입니다. 장난감, 가정용품과 가정용 도구 등을 집에서 만들 날이 올 것입니다.” 이번 연구의 저자인 MIT의 수학자 댄 라비브의 말입니다.

그리고 이 기술은 이제, 프린팅 된 후 자신의 형태를 바꿀 수 있는 4D 프린팅 기술로 발전했습니다.

18일, 사이언티픽리포트 지에는 서로 다른 재질을 가진 두 재료를 어떻게 3D 프린팅 할 수 있는지에 대한 연구가 실렸습니다. 한 재료는 딱딱한 플라스틱인 반면, 다른 재료는 물을 흡수했을 때 부피가 두 배가 되는 재료입니다. 그러나 미네소타의 3D 프린팅 회사인 스트라타시스가 개발한 이 재료가 구체적으로 무엇인지는 이들은 밝히지 않았습니다.

이들은 위의 두 재료로 폭이 약 40센티미터인 사각형 테를 만들었습니다. 그들이 이 테를 물에 넣었을 때 물을 흡수하는 물질은 관절처럼 작용해 이 테를 특정한 형태로 접고 늘였습니다. 이를 통해 이들은 매우 복잡한 기하학적 구조를 만들 수 있었습니다. 예를 들어, 이들은 물 밖에서는 “MIT”라는 글자의 형태를 띄고 있다가 물에 들어갔을 때에는 “SAL”(역주: “자기조립실험실Self Assembly Lab” 의 약자)이라는 글자로 바뀌는 입체를 만들었습니다.

“이 기술의 응용 가능성은 매우 넓습니다.” 예를 들어, 우리는 온도나 습도에 따라 형태가 바뀌는 가정용품을 생각할 수 있으며 환경에 따라 바뀌는 옷과 신발을 만들 수 있습니다.

그리고 의료용 인공장기에도 응용 가능합니다. 오늘날 3D 프린팅 기술은 인체내에 들어가는 인공장기를 만드는 데 쓰이고 있습니다. 이 장기들이 외부의 변화에 따라 형태를 바꿀 수 있다면 매우 다양한 일을 할 수 있습니다. 예를 들어 심장질환을 치료하기 위해 심장내에 설치되는 스텐트와 튜브에 이 기술을 적용할 수 있습니다.

이들은 이제 이 기술을 보다 다양한 크기의 제품에 시도하려 하고 있습니다. “지금 우리가 만들 수 있는 크기는 수 cm 크기입니다. 인체 내에 들어가기 위해서는 수십배에서 수백배 작은 크기를 만들어야 합니다. 가정용 제품을 만들기 위해서는 10배 정도 더 큰 크기로 만들어야 합니다.”

라비브는 이 기술이 더 발전하기 위해서는, 재료에 대한 연구가 더 필요하다고 말합니다. 예를 들어, 이들이 개발한 제품은 수십회의 접힘과 풀림을 겪은 뒤에는 점점 더 그 성질을 잃게 됩니다. 또, 물이 아닌 열이나 빛에 반응하는 물질을 개발하기 위한 노력 역시 필요합니다.

(라이브 사이언스)

원문 보기

veritaholic

View Comments

Recent Posts

[뉴페@스프] 이번 대선은 50:50? “트럼프도, 해리스도 아닌 뜻밖의 변수는…”

뉴스페퍼민트는 SBS의 콘텐츠 플랫폼 스브스프리미엄(스프)에 뉴욕타임스 칼럼을 한 편씩 선정해 번역하고, 글에 관한 해설을 쓰고…

1 일 ago

외신도 놀란 ‘탄핵 집회 이색 깃발’…’센스 경쟁’이 불러온 뜻밖의 효과

웃을 일이 많지 않은 2024년 12월입니다. 하지만 웃지 못하게 되는 건 곧 우리 안의 인간성을…

3 일 ago

[뉴페@스프] “나 땐 좋았어” 반복하는 트럼프, ‘경제’에 발목 잡히는 해리스

뉴스페퍼민트는 SBS의 콘텐츠 플랫폼 스브스프리미엄(스프)에 뉴욕타임스 칼럼을 한 편씩 선정해 번역하고, 글에 관한 해설을 쓰고…

4 일 ago

[뉴페@스프] “응원하는 야구팀보다 강한” 지지정당 대물림… 근데 ‘대전환’ 올 수 있다고?

뉴스페퍼민트는 SBS의 콘텐츠 플랫폼 스브스프리미엄(스프)에 뉴욕타임스 칼럼을 한 편씩 선정해 번역하고, 글에 관한 해설을 쓰고…

6 일 ago

[뉴페@스프] ‘이건 내 목소리?’ 나도 모를 정도로 감쪽같이 속였는데… 역설적으로 따라온 부작용

* 비상 계엄령 선포와 내란에 이은 탄핵 정국으로 인해 한동안 쉬었던 스브스프리미엄에 쓴 해설 시차발행을…

1 주 ago

살해범 옹호가 “정의 구현”? ‘피 묻은 돈’을 진정 해결하려면…

우리나라 뉴스가 반헌법적인 계엄령을 선포해 내란죄 피의자가 된 윤석열 대통령을 탄핵하는 뉴스로 도배되는 사이 미국에서…

1 주 ago