딱딱하거나 푹신하거나, 두 속성을 오가는 4D 프린팅 메타소재

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美 럿거스 대학 뉴브런즈윅(Rutgers University-New Brunswick) 연구진들이 가벼우면서 유연한 형태의 4D 프린팅 메타소재를 개발해냈습니다.

4D 프린팅에 대해서는 과거 컨텐츠에서 여러 차례 다루었었는데요. 4D 프린팅은 3D 프린터로 출력한다는 점에서는 동일하지만 온도, 빛 등의 환경 조건이 바뀔 시 소재의 특성에 의해 출력물의 형태나 특성 등에 변화가 발생한다는 특징이 있습니다.

지금 소개해드리는 소재도 그런 특징을 갖고 있는 4D 프린팅 소재인데요. 럿거스 대학의 이 소재는 열을 가해주면 소재의 특성이 변화합니다. 이를테면, 부드럽고 푹신푹신한 스펀지 같았던 소재가 열을 가해준 뒤 식히고 나면 매우 딱딱한 특성의 나무와 같은 소재로 변화하는 식입니다. 또한 열을 가해줄 때 형태 역시 원하는 모습으로 변화를 줄 수 있습니다. 섭씨 23도에서 90도 사이의 온도가 주어질 때, 소재의 강도(Stiffness)는 본래보다 100배 강화된다고 합니다.

자연 상태에서는 존재하지 않는 특성이기 때문에 필요에 따라 강도와 형태에 변화가 필요한 모르핑 항공기(Morphing Airplane), 드론 날개, 소프트 로봇, 소형 생체의료 기기 등의 여러 분야에 활용할 수 있을 것으로 예상됩니다.

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