페삭 벤슨 기자 • 2025년 10월 5일
예루살렘, 2025년 10월 5일 (TPS-IL) — 이스라엘 과학자들이 바인더나 극심한 열 없이 유리를 3D 프린팅하는 최초의 방법을 개발하여 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 팀의 접근 방식은 빛을 사용하여 화학 반응을 유발하여 직접 실리카 구조를 형성함으로써 오랫동안 유리 3D 프린팅을 복잡하게 만들었던 유기 첨가물의 필요성을 없앴습니다.
유리는 전 세계적으로 데이터를 전송하는 광섬유부터 의료 진단에 사용되는 미세 유체 칩에 이르기까지 현대 기술에 필수적입니다. 3D 프린팅은 고도로 맞춤화된 유리 부품을 생산할 수 있는 능력을 약속했지만, 기존 방법은 프린팅 중에 재료를 제자리에 고정하기 위해 유기 바인더가 필요했습니다. 이러한 바인더는 나중에 태워야 하는데, 이 과정에서 균열, 수축 또는 정밀도 손실이 발생할 수 있습니다.
예루살렘 히브리 대학교 화학 연구소의 연구팀을 이끈 슐로모 마그다시 교수(연구팀에는 아미르 라이징거와 나타넬 야라흐 과학자가 포함됨)는 “수세기 동안 유리는 불, 모래, 인내로 모양이 만들어졌습니다”라고 말했습니다. “이 접근 방식은 이를 21세기로 가져왔습니다. 유리 3D 프린팅을 더 깨끗하고 다재다능하게 만듦으로써 우리는 현대 생활의 모든 측면에 영향을 미치는 응용 분야의 문을 열고 있습니다.”
히브리 대학교 팀은 광유도 무기 졸-겔 반응을 개발하여 이 문제를 해결했습니다. 빛에 노출되면 재료는 접착제나 바인더 없이 정밀한 실리카 구조로 응고됩니다. 이 공정은 다공성 유리를 얻기 위해 250°C의 적당한 처리만 필요하며, 이는 일반적인 유리 제조에 일반적인 1000°C보다 훨씬 낮은 온도입니다. 이 연구는 동료 검토 저널인 Materials Today에 발표되었습니다.
이 방법은 표준 디지털 광 처리(DLP) 프린터와 호환되며 작은 프로토타입이 아닌 센티미터 규모의 물체를 생산할 수 있습니다. 또한 화학 폐기물과 에너지 소비를 줄여 전통적인 유리 제조에 더 지속 가능한 대안이 됩니다.
라이징거는 “이것은 실험실 실험 그 이상입니다”라고 말했습니다. “우리는 이제 이전에 불가능했던 복잡하고 고성능의 유리 구조를 만들 수 있습니다. 광학, 생의학 공학 및 미세 유체 분야의 잠재적 응용 분야는 엄청납니다.”
바인더 없는 유리 3D 프린팅은 정밀하고 맞춤화 가능하며 더 깨끗한 실리카 구조 생산을 가능하게 하여 여러 분야에 걸쳐 광범위한 실용적인 응용 분야를 열어줍니다. 광학 및 포토닉스 분야에서는 복잡한 형상의 마이크로 렌즈, 도파관 및 광 필터를 가능하게 합니다. 생의학 공학에서는 이식형 장치, 조직 지지체 및 랩온어칩 플랫폼을 생산할 수 있으며, 연구 및 산업에서는 마이크로 반응기, 화학 처리 유리 채널 및 고정밀 센서 또는 MEMS를 지원합니다.
과학 및 기술을 넘어 이 접근 방식은 예술 및 디자인에서도 새로운 가능성을 열어주어 이전에 만들 수 없었던 복잡한 장식용 또는 기능성 유리 물체의 제조를 가능하게 합니다.
마그다시에 따르면 이 획기적인 발전은 유리가 설계되고 생산되는 방식을 재정의할 수 있습니다. 그는 “바인더와 극한의 열의 한계를 제거함으로써 우리는 현대 기술에서 유리의 잠재력을 완전히 실현할 수 있습니다”라고 말했습니다.