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에꼴 폴리테크닉 몬트리올(Ecole Polytechnique de MontrEal)의 연구진은 탄소 나노튜브에 열가소성 수지를 결합시키면 전기 전도성이 증가하고, 이것을 3차원 프린팅으로 제품을 만들면, 실시간으로 액체를 모니터링할 수 있다는 것을 증명했다. 탄소 나노튜브는 3차원 프린팅을 할 수 있기 때문에 오랫동안 큰 관심을 끌고 있다. 3차원 프린팅된 전도성 나노복합물은 액체(예를 들어, 에탄올)와 접촉하면 이것의 특성을 파악할 수 있다. 이것은 다양한 독성 액체를 사용하는 중공업에 큰 도움이 될 것이다. 이 소재는 상업화를 추진하고 있고, 전도성이 높기 때문에 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 첫 번째 단계는 열가소성 물질을 액체로 만든다. 두 번째 단계는 이 열가소성 용액을 탄소 나노튜브와 결합시킨다. 이것은 케이크 속에 설탕을 혼합시키는 것과 유사하다. 이렇게 생성된 나노복합물은 상당한 점성을 가지고 매우 높은 전도성을 가진다. 세 번째 단계는 이 나노복합물로 3차원 프린팅을 하는 것이다. 프린팅 노즐 밖으로 나오자마자, 용제는 증발하고 잉크는 고형화된다. 이것은 머리카락보다 약간 더 큰 필라멘트의 형태로 존재한다. 이 연구는 3차원 프린터 분야의 선두 주자이다. 작은 플라스틱 물체를 프린팅하는 시대는 이미 지나갔다. 3차원 프린팅 기술은 우주 항공, 로봇 공학, 의약품 등의 모든 제조 산업에서 큰 관심을 끌고 있다. 이 연구결과는 몇 가지 장점을 가지고 있다. 첫째, 금속 대신에 플라스틱을 사용하기 때문에 가볍다. 두 번째, 높은 정밀도를 가진다. 마지막으로, 전도성이 금속과 유사할 정도로 높다. 적용할 수 있는 한 가지 예는 파이프를 연결하는 플랜지(flange)가 될 것이다. 플랜지는 3차원 프린팅으로 코팅될 것이다. 이 코팅은 액체(예를 들어, 오일)가 수송되는 것에 따라서 전기적 신호를 보정할 수 있는 나노복합물이 될 것이다. 예를 들어, 액체가 누출되어서 인쇄된 센서에 닿으면 경보가 발생한다. 이것은 환경적인 측면에서 큰 장점을 가진다. 더 빠른 반응 속도는 더 적은 손상을 발생시키기 때문이다. 3차원 프린팅 산업은 점점 더 커지고 있고, 국가적인 차원에서 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구는 3차원 프린팅이 어떤 방향으로 발전해야 하는지를 잘 보여주고 있다. 향후에 이 연구를 기반으로 다양한 나노소재를 프린팅할 수 있다면, 인류의 삶은 한 단계 더 발전하게 될 것이다. 이 연구결과는 저널 Small에 ldquo;3D Printing of Highly Conductive Nanocomposites for the Functional Optimization of Liquid Sensors rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1002/smll.201670232). |
