[IT핫테크]3D 프린팅으로 '방탄' 소재 개발

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미국 라이스대 연구진이 3D프린팅 소재로 개발한 새로운 폴리머 소재. 초당 5.8㎞로 날아오는 총알에 우측 하단의 100% 폴리머 소재는 큐브 전체에 손상이 갔지만, 새로운 소재는 눈에 띌만한 충격이 없었다. <사진=라이스 대학>
<미국 라이스대 연구진이 3D프린팅 소재로 개발한 새로운 폴리머 소재. 초당 5.8㎞로 날아오는 총알에 우측 하단의 100% 폴리머 소재는 큐브 전체에 손상이 갔지만, 새로운 소재는 눈에 띌만한 충격이 없었다. <사진=라이스 대학>>

3D 프린팅 기술을 활용한 방탄 소재가 개발돼 주목을 끌고 있다. 경량화와 고강도 소재 개발이 과제인 군사, 항공·우주, 건축 분야에서 이 기술을 응용할 수 있을 것으로 보인다.

최근 미국 라이스대학교 연구진은 폴리머와 3D 프린팅 기술을 활용한 방탄 소재를 개발했다고 밝혔다.

이 소재는 1993년 학계에서 처음 소개된 '터뷸레인'이라는 콘셉트를 활용한 것이다. 이는 탄소 나노튜브를 교차결합해서 만드는 소재지만 기술적 어려움으로 아직 구현하지 못했다.

연구진은 탄소 나노튜브를 사용하는 대신 폴리머와 3D 프린터를 활용했다. 컴퓨터 시뮬레이션으로 구조를 설계한 뒤, 프린터로 정육면체 모양의 소재를 출력해냈다.

촘촘한 그물망과 겹층으로 이뤄진 이 결과물은 초당 5.8㎞ 속도로 날아오는 총알을 방어해내기에도 충분할 만큼 튼튼했다.

같은 소재로 제작한 고체 큐브에 같은 조건으로 총알을 쐈을 때에는 소재 전체에 균열이 생겼다.

반면 새롭게 개발한 소재는 두 번째 층까지만 영향이 있었을 뿐 눈에 띌만한 충격은 없었다. 기존 플라스틱 소재보다 10배 더 단단하다는 게 연구진의 설명이다.

이 소재는 항공, 자동차 스포츠 등 다양한 산업계에서 쓰일 수 있을 것으로 기대된다. 라이스 대학 연구진은 “이론적으로만 가능했던 합성 소재를 3D 프린팅 기술로 구현할 수 있게 됐다”며 “금속, 세라믹, 폴리머를 활용해 다양한 크기로 만들 수 있다”고 전했다.

강해령기자 kang@etnews.com