4D 프린팅이란? “물체가 스스로 조립된다는 점에서 3D 프린팅보다 한 단계 진화”

사진=동아일보DB. 미국 매사추세츠공대 제공

‘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.

꿈만 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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