최근 3D 프린터 기술이 발달하면서, 인공심장이나 전자시계, 자동차 부품까지 3D 프린터로 만들었다는 신기한 뉴스를 종종 접해요. 오늘 섭섭박사님은 이러한 3D 프린터를 단순하게 펜의 형태로 만든 ‘3D 펜’으로 나만의 작품을 만들어 볼 거예요.
3D 펜의 전원을 켜고, 재료가 될 필라멘트를 넣으면 펜촉에서 뜨거운 액체 플라스틱이 흘러나와요. 이를 요리조리 잘 쌓아 올리면 플라스틱이 굳으면서 내가 원하는 입체감 있는 물건을 만들 수 있지요. 손재주가 부족해도 걱정 마세요. 키트 안에 들어 있는 ‘도안북’의 밑그림을 따라 그리면 손쉽게 예쁜 작품을 만들 수 있거든요.
3D 펜에 사용하는 필라멘트는 성분에 따라 녹는점이 달라요. 석유 추출물로 만든 ABS 필라멘트는 튼튼한 성질 덕분에 자주 사용되지만, 200℃ 이상의 고온에서 사용해요. 오늘 사용한 PCL 필라멘트는 60~90℃로 비교적 저온에서 쓸 수 있어요. PCL은 생분해성 플라스틱의 원료로 사용되는 합성 고분자 물질이지요. 3D 펜은 예열 후에 펜촉의 온도가 높으니 사용할 땐 반드시 보호자의 지도를 따르세요.
지난 4월, 한국과학기술연구원(KIST) 소프트융합소재연구센터 정승준 박사팀은 마요네즈처럼 부드러우면서도 형태를 잘 유지하는 3D 프린터용 전도체* 잉크를 새롭게 개발했다고 발표했어요. 실제로 연구팀은 새 잉크의 해답을 마요네즈에서 찾았어요. 마요네즈는 식초와 식용유, 계란을 섞어 만든 식품이에요. 물에 초산이 들어 있는 식초와 기름인 식용유는 말 그대로 물과 기름처럼 원래 섞일 수 없는 사이예요. 하지만 계란 속 레시틴 성분이 둘을 섞어주는 ‘유화 작용’을 해 마요네즈가 만들어지는 거지요.
연구팀은 유화 작용을 이용해 전도성을 높일 수 있는 은을 섞은 액체로 마요네즈 같은 성질을 지닌 잉크를 만들었어요. 이 잉크는 마요네즈처럼 형태를 잘 유지하면서도 유연성이 좋고, 이전에 만들어진 잉크보다 전도성이 우수한 특성을 보였지요.
정승준 박사는 “생체 신호를 읽는 웨어러블 기기는 피부와 닿는 부분이 떨어지는 문제가 잦은데, 새로 만든 잉크는 유연성이 좋고 변형이 자유로워 피부에 밀착시킬 수 있다”며, “사용자 맞춤형 기기를 만들 수 있게 될 것”이라고 했지요. 이외에도 소프트 로봇 등에 다양하게 활용할 수 있을 것으로 전망했답니다.
*용어정리
전도체 : 전기가 잘 통하는 물체
