ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ미국 매사추세츠공대(MIT)와 텍사스대 오스틴캠퍼스 연구팀이 칩 기반 초소형 3D 프린터 프로토타입을 개발했다.
이번 연구는 광학 분야 국제 학술지인 '라이트: 사이언스 앤 애플리케이션(Light: Science & Applications)'에 게재됐다.
포토닉 칩을 중심으로 제작된 이 3D 프린터는 직경 약 24.26mm의 25센트 동전과 비슷한 크기의 초소형 장치다. 가동 부품이 없고 특정 파장의 빛이 닿으면 급속히 경화되는 액체 수지에 레이저를 투사해 조형하는 방식을 쓴다. 이 수지는 빛에 노출되면 고체화되어 복잡한 모양과 구조를 빠르게 형성한다.
3D 프린터 자체의 마이크로 광학 안테나 배열을 통해 빔의 초점을 정확하게 움직여 원하는 형상을 만들어낸다. 연구팀은 개발한 3D 프린터를 사용해 불과 수 초만에 매사추세츠공대 로고인 MIT를 프린팅하는 모습을 시연했다.
수석 저자이자 EECS 대학원생인 사브리나 코르세티(Sabrina Corsetti)는 "광경화성 수지로는 적외선 파장으로 경화시키기 어렵다. 이번 3D프린터는 표준 광화학과 실리콘 포토닉스의 중간에서 가시광으로 경화되는 수지와 가시광 발광 칩을 사용한다. 즉, 두 가지 기술을 융합해 완전히 새로운 아이디어가 탄생한 것"이라고 말했다.
연구팀의 옐레나 노타로스(Jelena Notaros) 박사는 "이 시스템은 3D 프린터가 무엇인지를 근본적으로 재검토하는 것이다. 연구실 의자에 앉아 물건을 만드는 거대한 장치가 아닌, 한 손으로 휴대할 수 있게 된 것이다. 이를 통해 탄생할 새로운 애플리케이션이나 3D프린팅 분야가 향후 어떻게 변화할지 기대된다"고 말했다.
연구팀은 이 기술의 응용 분야와 잠재력이 광범위하다고 강조한다. 임상의가 맞춤형 의료기기 부품을 만들거나, 구급대원이나 엔지니어가 현장에서 신속하게 프로토타입을 제작할 수 있다.
해외 IT 매체 탐스하드웨어(Tom's Hardware)는 "가령 정형외과 의사가 3D 스캐너로 스캔한 환자의 골절 상태를 바탕으로, 이 3D 프린터를 사용해 골절 치료를 돕는 맞춤형 뼈 임플란트를 제작할 수 있다"고 전했다.
연구팀은 향후 가시광 홀로그램을 조사해. 한 단계만으로 3D 프린팅을 구현하는 새로운 칩을 개발할 예정이다.