3D 프린팅을 위한 재활용 가능한 잉크 개발

원본 링크: https://cosmosmagazine.com/technology/materials/3d-printing-ink-recyclable/

미국과 한국의 연구팀이 열이나 빛 없이 쉽게 재활용할 수 있는 구조체를 만드는 3D 프린팅 잉크를 개발했음.

이 잉크는 폴리머로 만들어졌으며, 소금과 접촉하면 고체화되고, 담수와 접촉하면 다시 재사용 가능한 잉크로 녹음. 연구자들은 이 잉크가 일회용 전자기기, 로봇 부품, 프로토타입 제작에 유용할 것이라고 말함. 그들의 연구 결과는 Nature Communications에 발표됨.

폴리머 잉크는 복잡한 소형 장치를 3D 프린팅하는 데 유용한 도구지만, 일반적으로 높은 에너지나 추가 용매가 필요함. 연구팀은 poly(N-isopropylacrylamide), 즉 PNIPAM이라는 폴리머를 사용했음. 이 물질은 약제 전달 시스템에 사용되는 비독성 물질임.

PNIPAM은 물에 녹아 액체가 되지만, 염화칼슘과 접촉하면 고체로 바뀜. 연구팀은 상업용 의료 등급 3D 프린터를 사용해 PNIPAM을 염화칼슘과 물 혼합물에 주입했음. 이때 즉시 깔끔한 구조체로 고체화됨.

베이 교수는 “이 모든 과정은 추가 단계, 전문 장비, 독성 화학물질, 열, 압력이 필요 없는 일반 환경에서 진행됨”이라고 말함. 연구팀은 탄소 나노튜브가 혼합된 전기 회로를 제작해 이를 작은 전구에 전력 공급으로 사용했음.

또한, 구조체를 담수에 녹일 수 있었음. 70°C에서 물을 증발시키면 건조한 재사용 가능한 PNIPAM을 얻을 수 있으며, 이 물질은 다시 물에 녹여서 새로운 잉크를 만들 수 있음. 베이 교수는 “이는 폴리머 소재를 재활용하는 간단하고 환경 친화적인 접근 방식을 제공함”이라고 덧붙였음.