공간에 시간을 더하다 – 4d 프린팅

 

 

3D 프린팅이 많이 알려지고 익숙해진 지금 이와 관련된 더 흥미로운 기술을 소개하려고 합니다.

4D프린팅은 2013년 MIT 자가조립연구소 스카일라티비츠 교수가 TED에서 ‘4D 프린팅의 출현’이라는 강연을 하면서 세상에 알려지게 되었습니다. 4D 프린팅이란 물질이 스스로 모양과 특성을 바꿀 수 있도록 (자가조립) 프로그래밍하는 것입니다.

주변에 흔히 볼 수 있는 프린터기가 “평면”의 종이에 글씨를 인쇄하는 2d 프린팅이라면

3D프린팅은 평면 + 공간, 4D 프린팅은 평면+공간+시간을 더한 것이라고 할 수 있습니다.

 

 

TED ‘4D 프린팅의 출현’ 강연 영상을 보면 간단한 실험을 통해 티비츠 교수는

“무작위적인 에너지를 통해 작위적인 형태를 만들 수 있다.”라고 설명합니다.

여기서 무작위적인 에너지란 물이나 공기, 온도의 변화, 중력과 같은 환경의 영향을 의미합니다.

 

여기에 일상적인 크기에서 직관적으로 4D 프린팅을 체험해 볼 수 있는 프로젝트가 있습니다.

TED 글로벌에서 진행된 프로젝트로 총 500개의 유리 비커 안에는 서로 다른 바이러스 분자 모형 조각들이 들어 있습니다.

 

 

위의 분자 모형은 소아마비 바이러스 모형입니다.

비커를 강하게 흔들면 왼쪽과 같이 부서지고 아무렇게나 흔들어 섞어주면 오른쪽과 같은 형태로 결합합니다.

 

 

이를 가구 크기로 규모를 확장해 볼 수도 있는데, 실제로 위와 같은 대형 기구를 설치해 의자를 조립해볼 수 있는 프로젝트가 진행되기도 했습니다.

 

그렇다면 어떻게 이러한 무작위적인 에너지로 의도된 형태를 만들 수 있는 것일까요.

이런 프로세스를 디자인하기 위해서 MIT는 오토데스크와 협력해 “프로젝트 사이보그”라는 소프트웨어를 사용하고 있다고 합니다.

 

이 프로그램을 이용하면 다양한 부품들이 나노 규모에서 어떻게, 언제 모양이 바뀌는지 알 수 있다고 합니다.

 

 

4D 프린팅이 미래 기술로 주목받고 있는 이유는 “자가조립”에 있습니다.

인공장기를 이식할 때도 4D 프린팅을 이용해 인공장기가 일정 시간이 지난 뒤 커지도록 설계하면 최소한의 절개로 이식에 성공할 수 있고 항공 우주 분야에서도 이 기술을 활용하면 더는 지구에서 우주선까지 필요한 부품을 쏘아 올리지 않아도 될 것입니다.
4D 프린팅 기술은 우리가 그동안 사물을 정적으로 이해해왔던 고정관념을 바꿔놓을 것입니다.

이사할 때 트럭 대신 책가방을 챙기는 마법 같은 미래를 기대해봅니다.