4D 프린팅, 설계 도면 대로 조립...암 치료까지 활용 폭 확대

사진=동아일보DB. 미국 매사추세츠공대 제공

4D 프린팅, 설계 도면 대로 조립...암 치료까지 활용 폭 확대

‘4D 프린팅이란’

최근 과학계는 3차원(3D) 프린팅을 넘어 ‘4D 프린팅’ 연구가 한창이다. 4D 프린팅의 핵심은 부품 설계도를 3D 프린터에 넣고 출력하면 스스로 조립된다는 것이다. 물체가 스스로 조립된다는 점에서 3D 프린팅보다 한 단계 진화했다.

지난해 여름 홍콩에서 열린 ‘미국전기전자공학회(IEEE) 로봇 및 자동화학회’에서는 ‘트랜스포머’처럼 스스로 조립되는 전등이 등장했다. 평면에 펼쳐진 몸체와 센서 등에 열을 가했더니 어느새 전등으로 변신한 것이다.

이 학회에서는 미국 매사추세츠공대(MIT) 다니엘라 루스 교수팀도 열을 가하면 스스로 조립되는 토끼를 내놨다.

꿈 만 같은 4D 프린팅을 가능하게 만든 배경에는 자기조립 기술의 힘이 크다. 2007년 미 국방부 산하 고등방위연구계획국(DARPA)은 자기조립 연구에 지원하는 프로젝트를 가동했고, 2010년 우드 교수팀은 스스로 접히는 전자종이로 배나 비행기를 만드는 데 성공해 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 발표했다.

현재 자기조립 기술은 더 정교해져 암 치료에까지 활용 폭을 넓히고 있다. 다비드 그라시아스 미국 존스홉킨스대 교수팀은 몸속에서 스스로 조립돼 암세포 하나를 집어낼 수 있는 장치를 개발했다고 지난해 ‘나노 레터스’에 발표했다.

4D 프린팅은 국방 분야에서도 활용 가치가 높다. 미 육군은 2013년부터 위장천막이나 환경에 따라 색깔과 구조를 바꾸는 군용차량을 개발하기 위해 지원을 시작했고, 미 공군도 특정 상황에서 모양을 바꾸는 비행기 연구를 통해 스텔스 기능을 강화할 것으로 알려졌다.

4D 프린팅은 설계도와 프린터만 있으면 어디서든 원하는 물체를 만들 수 있다는 점에서 물체의 원격 전송을 가능하게 할 미래기술로 꼽히고 있다. 또 3D 프린팅은 출력할 수 있는 물체의 크기에 한계가 있는 반면, 4D 프린팅은 출력 뒤에 조립되기 때문에 큰 물체도 얼마든지 만들 수 있다.

한편, 이 소식을 접한 누리꾼들은 “4D 프린팅이란, 스스로 조립까지?”, “4D 프린팅이란, 놀랍다”, “4D 프린팅이란, 미래기술로 꼽힐만하다” 등의 반응을 보였다.

4D 프린팅이란. 사진=동아일보DB. 미국 매사추세츠공대 제공
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