4D 프린팅용 ‘형상기억 신소재’ 기술 개발

화학硏 스마트화학소재 연구단
“맞춤형 의료기기 등 응용 기대”

4D 프린팅용 형상기억신소재 기술을 개발한 한국화학연구원의 김용석 센터장(왼쪽부터), 김동균 선임연구원, 박성민 선임연구원. 한국화학연구원 제공

국내 연구진이 4D(4차원) 프린팅을 위한 고분자 신소재 개발에 성공했다. 향후 4D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 의료기기, 소프트 로봇, 형상가변 전자기기 등에 응용할 수 있을 전망이다.

한국화학연구원은 스마트화학소재 4D 프린팅 연구단 김용석·김동균·박성민 박사팀이 자가치유 및 재활용이 가능한 4D 프린팅용 형상기억 비트리머(화학적 안정성, 가공성을 모두 갖춘 신소재)를 개발했다고 19일 밝혔다.

4D 프린팅은 3D(3차원) 프린팅에 자가 변환, 자기 조립 등 개념을 더한 것이다. 외부 자극에 반응하는 스마트 소재를 이용, 프린팅된 3차원 구조체가 특정 조건에서 변형을 일으키게 한다. 초기 형태를 기억하는 형상기억 고분자가 핵심소재다.

연구팀 3D 프린팅용 필라멘트(선형 소재)로 활용되는 상용 고분자의 2차례 기능성 가교반응(선형 고분자 사슬 사이를 연결하는 반응)을 통해 형상기억 비트리머 신소재를 합성했다. 가교구조를 제어해 형상기억과 회복 특성을 조절했고, 열에 의한 자가치유 및 재성형 등 다양한 기능을 부여했다.

화학연은 4D 프린팅 실용화를 위한 핵심기술을 선점할 수 있을 것으로 전망했다. 이미혜 화학연 원장은 “맞춤형 의료기기 등 다양한 응용분야에 폭넓게 활용될 수 있기를 기대한다”고 말했다.

김건호 기자 [e-mail]