인기 영화 시리즈”미션 임파서블”은 화려하고 아찔한 액션으로 유명하지만 첨단 기술과 교묘한 작전으로 상대를 속이는 과정이 또 백미다. 그 과정에서 핵심 역할을 하는 것은 변장. 평소 가까운 거리에 있는 사람도 모를 정도, 남의 얼굴과 목소리를 감쪽같이 모방하는 것이다. 가끔 변신 마스크를 만드는 과정을 영화 속에서 보이기도 한다. 목표의 얼굴을 3D에서 스캔한 뒤 3D프린터에서 똑같이 인쇄한다. 그리고 세세한 잉크를 분사하고 피부색과 짙은, 모공 등을 똑같이 구현한다. 여기에 머리카락과 눈썹을 붙이면 완성이다. 물론 영화라서 가능한 일이지만, 3D프린터의 무한의 가능성 하나를 잘 보인다. 요즘은 3D프린터가 꽤 싸져개인이 구입하고 취미 생활에 쓰게 됐다. 3D프린터에도 여러가지 방식이 있지만 가장 쉽게 볼 수 있는 것은 아래에서 하나씩 쌓아 입체는 방식이다. 예를 들면 피겨를 인쇄하면 머리부터 발끝까지 수천~수만개의 수평 층으로 나누어 하나씩 인쇄하고 쌓다.
우주에는 3D프린터를 가지고 가자
[출처:NASA]3D프린터로 출력한 로켓 부품[출처:NASA]마셜 우주 비행 센터의 연구원이 3D프린터로 만든 엔진을 점검. 3D프린터는 사용하는 잉크의 재료에 의해서 다양한 결과물을 만들 수 있다. 예를 들면 피겨를 인쇄한다면, 플라스틱을 사용한다. 플라스틱으로 만드는 다양한 생활 용품이나 장난감, 여러 부품을 충분히 만들어 사용할 수 있다. 플라스틱만 아주 도움이 되지만 3D프린터의 진가는 잉크로 무엇을 사용하느냐에 의해서 모든 것을 인쇄할 수 있다는 것이다. 플라스틱이 아닌 재료로 아주 옛날부터 3D프린터의 재료로 사용된 것은 금속이다. 금속은 녹는 점이 매우 높은 액상 잉크로 만들기는 어려워서 분말을 이용한다. 금속 분말을 뿌리며 레이저를 꽂아 녹이거나 다지는 방식이다. 대량으로 물건을 만드는 생산 현장에서 사용하려면 효율이 좋지 않지만 다양한 형태를 소량으로 만들 때는 쓰고 볼 가치가 있다. 장래, 우주 개발에도 이런 3D프린터를 활용하는 방안을 연구하고 있다. 예비 부품을 모두 쌓아 가는 대신 3D프린터를 갖고 갔으며, 그때마다 필요한 부품을 인쇄하고 사용한다는 것이다. 2014년 미국 항공 우주국(NASA)은 금속 3D프린터로 로켓 엔진 부품의 제조에 성공했다.
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유리그릇부터 집, 전자회로까지
[출처 : Mediated Matter Group] 3D 프린터로 만든 유리 그릇
유리도 3D프린터의 재료가 될 수 있다. 액체 상태의 유리 잉크를 분사하고 원하는 모양으로 하되, 건축에 쓰는 유리와 광학 기기에 사용 렌즈, 혹은 깨끗한 유리 공예품도 만들 수 있다. 금속 입자 같은 첨가물을 넣으면 색깔 있는 유리도 만들 수 있다. 만약 집마다 3D프린터로 유리를 출력하면 좋아하게 장식용 공예품과 그릇을 달고 쓸 수 있을 것이다. 건물 같은 대형 구조물을 3D프린터로 출력하자는 아이디어도 있다. 시멘트를 잉크로 이용 하여 벽을 쌓아 건축물을 만드는 것이다. 특히 미래에 달과 화성에 진출하고 건축물을 세울 때는 3D프린터를 이용한 것이 좋다. 무거운 건축 재료를 모두 지구로 가져갈 수 없기 때문에 현지에서 입수할 수 있는 재료로 시멘트 같은 물질을 만들어 쓰는 것이 관건이다. 단순히 본체만 만드는 게 아니라 전자 제품을 인쇄할 수도 있다. 유기물 폴리머(고무나 플라스틱 등을 포함한 고분자 물질)을 이용하면, 초박막 트랜지스터, 다이오드 같은 전자 부품을 만들 수 있다. 은나노 와이어, 그라펜의 같은 물질을 이용해서 전자 회로를 출력할 수 있는 웨어러블 기기를 만드는데 유용에 휘어지는 회로와 반도체도 만들 수 있다. 또 집적 회로를 만들기 위해서 3D프린터의 해상도를 높인 연구도 계속되고 있다.
인공장기를 만드는 바이오잉크
3D 프린터로 만드는 인공 장기
3D프린터가 딱딱한 물건만 만드는 것은 아니다. 먹을 수 있는 물질로 잉크를 만들면 식품을 인쇄할 수도 있다. 식재료를 액체나 가루 형태의 잉크로 해서 좋아하는 식품을 출력한다. 말처럼 쉽지 않다. 자재를 가공하는 사이에 영양소가 파괴될 것도 다시 굳어진 때 원하는 식감이 나오지 않을 수도 있다. 또 식품은 보통 수분 함량이 높고 인쇄하면서 적절하게 물과 먹을 수 있는 액체를 뿌리고 최종 결과물이 음식과 비슷해야 한다. 또 필수 재료는 생체 재료. 지방과 연골 같은 물질을 사용하여 만든 바이오 잉크로 세포를 키우는 틀을 만들 수 있다. 여기에 줄기 세포를 넣어 장기를 만드는 것이다. 혹은 혈관 세포나 근육 세포를 출력하고 인공 장기를 만드는 연구도 이루어지고 있다. 언젠가는 3D프린터로 만든 인공 장기가 많은 사람의 목숨을 구할지도 모른다. 문. 노장관 과학 칼럼니스트
3D 프린터가 딱딱한 물건만 만드는 것은 아니다. 먹을 수 있는 물질로 잉크를 만들면 식품을 인쇄하는 것도 가능하다. 식재료를 액체나 가루 형태의 잉크로 만들어 원하는 식품을 출력한다. 말처럼 쉽지 않다. 재료를 가공하는 동안 영양소가 파괴될 수도 있고, 다시 굳었을 때 원하는 식감이 나오지 않을 수도 있다. 또 식품은 보통 수분 함량이 높아 인쇄하면서 적절히 물이나 먹을 수 있는 액체를 뿌려 최종 결과물이 음식과 비슷해야 한다. 또 빼놓을 수 없는 재료는 생체재료. 지방이나 연골 같은 물질을 사용해 만든 바이오잉크로 세포를 키우는 틀을 만들 수 있다. 여기에 줄기세포를 넣어 장기를 만드는 것이다. 혹은 혈관세포나 근육세포를 출력해 인공장기를 만드는 연구도 진행 중이다. 언젠가는 3D프린터로 만든 인공장기가 많은 사람의 생명을 구할 수도 있다. 글. 고호관 과학칼럼니스트
