나노 단위로 쌓아 정교하게 인쇄하는 `나노 3D 프린터` 나왔다

↑ 다양한 기능성 물질이 코팅된 나노 구조체들. 스마트 재료와 바이오 장치 등에 응용이 가능하다. [사진 제공 = IBS]

국내 연구진이 3D 프린팅으로 나노 규모 구조물을 만들어내는 기술을 개발했다.
19일 기초과학연구원(IBS)은 "첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더(UNIST 생명과학부 교수) 연구진이 기존 근거리 전기방사 기술에 사용하던 고분자 용액에 염화나트륨을 더해 나노 섬유를 3차원으로 높게 쌓는데 성공했다"며 "이를 통해 나노 규모의 구조물을 제작할 수 있게 됐다"고 밝혔다.
근거리 전기방사 기술이란 고속으로 굳는 고분자 용액을 기판과 가까운 거리에서 쏴 섬유를 만들어 쌓아가는 프린팅 기법이다. 연구진은 고분자 용액에 염화나트륨을 더하면 나노섬유와 인력이 작용해 높은 나노 구조물을 쌓을 수 있다는 사실을 발견했다.
기초과학연구원 관계자는 "염화나트륨이 섞인 고분자 용액은 전기전도도가 높아져 나노 섬유로 쌓이는 즉시 전하가 기판으로 빠르게 이동한다"면서 "처음과는 반대되는 전하를 띠어 그 다음에 방사되는 고분자 용액을 끌어당기는 것"이라고 설명했다.
연구진은 이 같은 방법으로 나노섬유를 100개까지 일렬로 쌓은 다음 약 약 7㎛(마이크로미터·1㎛는 100만 분의 1m) 높이의 구조체를 제작했다. 기존에 한 층 밖에 인쇄하지 못한 대부분 근거리 전기방사 기술과 다르게 높이가 두께의 총 72배에 이르는 나노 벽 제작에 성공한 것이다. 또한 이 기술을 활용해 다양한 기능성 물질이 코팅된 나노 구조체들을 실제로 만들었다.
연구 결과는 지난 5일 국제 학술지 나노 레터스(Nano Letters)에 게재됐다.
[김시균 기자]