4D 프린터

3D 프린팅이 여전히 새로운 기술로 간주되고 있음에도 불구하고 하버드 대학교의 개발자들은 발전이 빠르게 발전하고 있음을 입증했습니다. 과학자 팀은 3D 프린터를 기반으로 4차원을 추가했습니다.

4D 프린터 : 그게 뭐야?

"4D 프린터"란 실제 물체를 인쇄하기 위해 3차원(X, Y, Z)을 사용하는 것이 아니라 4차원인 시간(T)을 사용하는 것을 의미합니다.

외부 요인(예: 추위, 물)에 반응할 수 있는 인쇄된 개체에 특수 재료를 추가하면 이러한 개체는 인간의 근육처럼 시간이 지남에 따라 움직이고 모양이 바뀔 수 있습니다.

4D 프린터는 어떻게 작동하나요?

4D 프린팅은 3D 프린팅을 기반으로 한 최신 기술이다. 개선 사항은 인쇄 중에 습기를 흡수할 수 있는 "스마트" 소재의 중간 레이어를 추가하는 것입니다.

이때 수분은 3D 프린터로 프린팅한 후 소재의 부피를 늘리는 에너지원이다. 주요 개체는 먼저 프린터로 처리된 다음 물의 도움으로 변경되어 필요한 모양을 얻습니다.

참조! 이러한 혁신을 통해 상당히 짧은 시간에 모든 항목을 인쇄할 수 있습니다. 4차원은 '시간'이다.

4D 프린터로 인쇄할 수 있는 것

하버드 연구소는 원하는 모양을 취하거나 자체 조립할 수 있는 다양한 물체를 인쇄했습니다. 과학자들은 스스로 묶는 신발끈과 스스로 펼쳐지는 가구를 시연했습니다. 새로운 기술은 다른 목적으로도 사용됩니다.

우주 위성 보호

NASA 과학자들은 4D 프린터를 사용하여 위성이 손상되지 않도록 보호하고 탄성 안테나를 만드는 데에도 필요한 특수 금속 직물을 만들었습니다.

이것은 다른 금속을 추가하여 은으로 만든 일종의 "체인 메일"입니다. 직물은 압축, 신장 및 접힐 수 있습니다. 신축성에도 불구하고 소재는 찢어지기가 매우 어렵습니다. 미래에는 위성이 궤도에 진입하기 전에 이 천으로 감싸거나 우주복과 우주정거장을 이 소재로 보호할 계획입니다.

군사 기술

4D 프린팅은 화학 분야와 방위산업 재료과학 연구에 활용될 예정이다. 4D 프린터를 사용하면 새로운 생화학 센서, 칩용 재료 및 구성 요소를 인쇄할 수 있습니다.

참조! 현재 물체의 고해상도 인쇄(인간 머리카락보다 약 1000배 더 얇음)를 생성할 수 있는 저렴한 장치가 부족하여 진행이 방해받고 있습니다.

의학에서의 사용

중국 산시(陝西)성 외과 의사들이 4D 프린팅 기술을 사용해 복잡한 기관 수술을 성공적으로 수행했습니다. 그들은 환자에게 기관 스텐트를 설치하여 호흡 기관을 열어 둘 수 있게 했습니다. 스텐트 제조에는 시간이 지나면 용해되는 생물학적 소재인 폴리카프로락톤이 사용됐다. 인체 내 분해는 3년 이내에 일어난다.외과 의사는 인쇄된 스텐트의 용해 시간을 미리 계산해 두었으므로 환자는 특별한 제거 수술을 받을 필요가 없습니다.

미국에서도 거의 비슷한 사건이 발생했습니다. Garrett Peterson은 관절이 매우 부드러운 기관지연화증을 가지고 태어났습니다.

4D 프린터로 인쇄된 새로운 생체 ​​재료가 곧 호흡기계의 병리를 훨씬 뛰어넘을 가능성이 높습니다. 안면 복원에 관한 연구는 이미 진행되고 있습니다.

일반적으로 4D 프린팅 분야에 종사하는 많은 과학자들은 현대 프린팅 방식을 활용한 사물 및 생체재료의 급속한 성장을 5~6년 내로 예측하고 있다.