출력 속도·정밀도 높인 자가치유 3D 프린팅 소재 개발

화학연 "다기능성 3D 프린팅 제품 상용화 추진"

한국화학연구원은 기존 기술보다 100배 정밀하고 출력 속도도 5배 빠른 자가치유 3D 프린팅 소재를 개발했다고 10일 밝혔다.

평면이 아닌 3차원 공간에 실제 사물을 인쇄하는 3D 프린팅 기술은 보석, 치과용 보철 재료 등 주로 외형만을 본뜨는 분야에 적용된다.

소프트 로봇이나 맞춤형 의료기기 등 분야에서 자가치유, 분해 등이 가능한 다기능성 3D 프린팅 소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 출력 속도와 정밀도가 크게 떨어진다는 문제가 있다.

결과물을 출력하기 위해 300∼400㎚(나노미터·10억분의 1ｍ)의 자외선을 광원으로 사용하는데, 자가치유 기능을 부여하는 과정에서도 자외선을 활용하면서 파장대의 겹침으로 인해 빛 반응성이 낮아지고 이에 따라 출력물의 정밀성과 출력 속도도 떨어지게 된다.

화학연 이원주·유영창·안도원 박사 연구팀, 서울대 권민상·부산대 백현종 교수 연구팀은 공동으로 자외선보다 파장이 긴 620㎚ 영역대의 가시광선으로 출력할 수 있는 방법을 개발, 파장 중복 문제를 해결했다.

기존보다 넓은 가시광선에도 반응하는 새로운 광반응성 유기화합물 소재를 개발, 10분 이내에 손상된 표면을 복구할 수 있는 자가치유 성능을 가진 3D 프린팅 소재를 개발하는 데 성공했다.

기존 소재보다 정밀도는 100배, 출력 속도는 5배 높다.

이원주 박사는 "일정 조건 아래서 빛을 받은 부위만 분해되는 기능을 가진 소재로, 반응성 3D 프린팅 소재 개발에 기여할 것"이라며 "다기능성 3D 프린팅 제품 상용화를 목표로 다양한 기능을 발전시키는 후속 연구를 수행하고 있다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials, IF : 29.4)에 지난달 실렸다.

/연합뉴스