KIC News, Volume 20, No. 3, 2017
KIC News, Volume 20, No. 3, 2017 59
셀룰로오스를 이용한 Organic 3-D Printing
인간은 수세기 동안 종이에 인쇄해 왔으나 MIT는 종이의 주요 성분인 셀룰로오스로 인쇄하는 방법을 발 견했다. 가장 풍부한 유기 고분자로 목재에 기계적 성질을 부여하는 주성분인 셀룰로오스는 저렴하고, 생 물 공학적으로 생분해되며, 화학적으로 매우 다양하다.
열가소성 셀룰로오스는 유동하기 전에 열적으로 분해되고, 고농도 셀룰로오스 용액은 너무 점성이 높아 쉽게 압출될 수 없기 때문에 3D 프린팅에 셀룰로오스를 사용하려는 기존의 시도는 제한적이었다.
MIT팀은 셀룰로오스 아세테이트를 이용하여 3D프린팅에 이용한다. 수산기의 일부를 아세틸화하여 셀룰 로오스로 쉽게 만들 수 있는 이 물질은 아세톤에 용해되어 노즐을 통해 압출된다. 압출 후, 아세톤은 빠르 게 증발하고 셀룰로오스 아세테이트는 제자리에서 응고된다. 이후의 처리는 인쇄된 부분을 강화하기 위해 아세테이트 그룹을 원래의 셀룰로오스 분자에서 발견된 그룹으로 대체된다.
“우리는 3D프린팅 후, 수산화나트륨의 처리를 통해 수소 결합 네트워크를 복원한다.”라고 Advanced Materials Technologies지의 John Hart 부교수와 논문을 공동 저술한 연구원 Sebastian Pattinson은 말한 다. 그는 결과가 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 폴리 락트산(PLA)을 비롯하여 3D 인쇄에 일반 적으로 사용되는 많은 재료보다 강하고 단단하다고 주장했다.
기존의 대부분의 압출 기반 3D 프린터는 가열을 통해 폴리머를 가열하기 때문에 폴리머의 생산 속도는 폴리머에 손상을 주지 않고 전달할 수 있는 열의 양에 의해 제한됩니다. Pattinson은 아세톤을 증발시켜 부 품을 응고시키는 새로운 실내 온도 셀룰로오스 공정이 잠재적으로 빨라질 수 있다고 말한다.
Figure 1. 셀룰로오스를 이용한 3D프린팅 후의 표면의 단면 SEM 이미지.
Figure 2. 3D프린팅의 화학적 안정성을 평가하는 시제품.
출처 : MIT Technology Review (2017. 3. 3) 작성 : 김 선 회 (상지대학교)
