'100배 정밀·5배 빠른 출력' 가시광선 반응 3D 프린팅 소재 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 100배 더 정밀하고 5배 더 빠르게 출력되는 가시광선 반응 3D 프린팅 소재를 개발했다.

이 신소재는 향후 친환경 3D 프린팅 소재나 맞춤형 의료기기, 소프트 로봇 등 미래 전자 소재 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

한국화학연구원 이원주·유영창·안도원 박사 연구팀은 서울대 권민상 교수·부산대 백현종 교수 연구팀과 기존 기술 대비 100배 정밀하고 5배 빠르게 출력하면서도 2배 빠르게 자가치유 되는 가시광선 활용 다기능성 3D 프린팅 소재를 개발했다고 10일 밝혔다.

3D 프린팅 기술은 그동안 보석, 치과용 보철 재료 등 정밀하고 복잡한 물질의 형상만을 본뜨는 분야에 주로 적용된다.

하지만 새로운 산업 분야에 널리 적용하기 위해서는 다양한 기능을 갖는 새로운 소재를 개발해야 한다.

이에 연구팀은 출력 성능 극대화하기 위해 자외선보다 긴 파장인 가시광선을 활용하는 ‘출력 소재’를 개발했다.

또 기능성 발현을 위해 기존에 알려진 빛 반응 물질의 구조를 변경, 새로운 ‘기능성 소재’를 개발하며 성능 저하의 원인인 파장 중복 문제를 해결했다.

연구팀이 개발한 3D 프린팅 소재는 기존의 소재와 비교해 100배의 정밀도와 5배의 출력속도 등 월등한 성능 차이를 보였다.

이는 종이 프린터의 잉크처럼 기능 없이 결과물 출력만을 위해 이미 널리 사용되고 있는 상용화 제품과 비교해도 동등한 출력 수준일 정도로 우수하다.

연구팀은 또 3D 프린팅 결과물에 자가치유 등의 기능을 구현하기 위해 기존 기술의 영역대인 405nm 보다 넓은 빛 파장인 405~450nm 영역대 즉, 가시광선에도 반응하는 새로운 광반응성 유기화합물 소재를 개발했다.

결과적으로 10분 이내에 손상된 표면이 복구되는 자가치유 성능을 보였는데 이는 기존 다기능성 3D 프린팅 소재 대비 2배 빠른 수준이다.

이영국 화학연 원장은 “이번 기술 개발을 계기로 후속 연구와 소재 분야 기업과의 적극적인 협업을 통해 우리나라가 글로벌 기능성 3D 프린팅 시장에서 핵심기술을 선점할 수 있길 기대한다"고 말했다.

이번 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스'에 지난 5월호 표지논문으로 실렸다.

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