스위스 ETH 대학 발표
높은 열 내지 않아 편리
복잡한 물체도 제작 가능

[데일리비즈온 심재율 기자] 3D 프린팅 기술을 이용해서 다양한 재료를 가공할 수 있지만, 유리는 여전히 작업하기에 가장 어려운 재료에 속한다.

스위스 ETH 취리히 대학 연구소 과학자들은 유리를 재료로 복잡한 물체를 3D프린팅으로 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 발표했다.

이미 유리를 3D 프린팅의 재료로 사용해서 물체를 만드는 것이 가능하지만, 공정은 매우 초보적이다. 일반적으로 사용되는 공정은 용해된 유리를 돌출시키거나, 레이저로 가열한 세라믹 파우더를 유리로 변환시키는 것이다.

그러나 전자는 고온을 수반하기 때문에 내열 장비가 필요한 반면, 후자는 특별히 복잡한 물체를 생산할 수 없다.

3D프린팅 기술로 가공한 유리 제품 (사진=ETH)
3D프린팅 기술로 가공한 유리 제품 (사진=ETH)

스위스 ETH 취리히 대학이 개발한 공정은 이 두 가지 단점을 모두 해소하는 것이다. 연구팀은 빛에 민감한 수지를 사용하는 방식을 쓴다. 이 수지는 실리콘을 함유하는 분자가 결합되는 유기 분자와 함께 액체 플라스틱으로 구성되어 있다.

'디지털 라이트 프로세싱'(Digital Light Processing)이라고 알려진 기존 공정을 이용하여, 자외선에 수지를 노출시켜서 원하는 형태를 얻는다.  수지에 빛이 닿으면, 플라스틱 모노머는 고체 중합체를 형성한다. 그 중합체는 미로와 같은 내부 구조를 가지고 있는데, 미로 안의 공간은 세라믹 분자에 의해 채워진다.

폴리머/세라믹으로 가공한 것(왼쪽)과 세라믹 가공(가운데) 및 유리로 가공한 물체 (사진=ETH 취리히)
폴리머로 가공한 것(왼쪽)과 세라믹 가공(가운데) 및 유리로 가공한 물체 (사진=ETH 취리히)

아직은 이렇게 만든 물체가 작업대 보다는 크지 않았지만 모양은 상당히 복잡하다. 자외선 강도를 변화시킴으로써 모공 크기를 조정할 수 있다. 인산염을 수지에 섞으면 유리의 다른 특징을 바꿀 수 있다.

이번 연구는 네이처 머티리얼스(Nature Materials) 저널에 발표됐다.

저작권자 © 데일리비즈온 무단전재 및 재배포 금지