프로보스키스는 최고의 인공 팁보다 100% 더 섬세하며, 저렴하고 생분해성이 뛰어납니다.
최근 연구에 따르면, 죽은 암컷 모기의 흡혈용 주둥이(proboscis)가 고성능 고해상도 3D 프린터 노즐로 활용될 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 몬트리올의 매길 대학교(McGill University) 연구팀은 초미세하고 경제적이며 지속 가능한 3D 프린팅 노즐 개발 방안을 모색하던 중, 이 모기의 신체 부위가 이 목적에 거의 완벽하게 부합하는 것으로 확인했습니다. TechXplore에 따르면, 이러한 노즐은 항공우주, 치과, 생물의학 연구 등에서 매우 미세한 구조물과 매끄러운 표면을 가진 3D 프린팅에 이상적입니다.
모기 주둥이가 잠재적으로 대체할 수 있는 고정밀 3D 프린팅 노즐은 일반적으로 매우 높은 비용을 요구합니다. 출처에 따르면, 이러한 노즐은 팁 하나당 약 80달러에 달하는 가격이 책정되는 것이 일반적입니다. 게다가, 현재 상업적으로 사용 가능한 사양의 팁들은 생분해되지 않는 플라스틱이나 금속 소재로 만들어지는 경우가 많습니다.
네크로프린팅(Necroprinting)
매길 대학교에서 이 혁신 기술 이전에 수많은 흥미로운 생체 모방 기술들을 접한 적이 있지만, 이번에 소개된 '네크로프린팅' 방식은 생체 모방(bio-inspired)이라기보다는, 본질적으로 죽은 곤충의 신체 부위를 재사용하는 '생물 자원 재활용(bio-looting)'에 가깝습니다.
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연구진은 모기를 최종 후보로 선정하기 전까지 다양한 생물학적 공급원을 조사했습니다. '곤충의 침(stingers)', '뱀의 송곳니(fangs)', '식물의 목부 조직(xylem vessels)' 등이 고해상도 3D 프린팅 노즐의 경쟁 후보였으나, 암컷 모기의 주둥이가 최종적으로 채택되었습니다. 수천 년에 걸친 진화 과정은 이 복잡한 다부분 먹이관을 두꺼운 바이오 잉크(bio-inks)를 사용한 초정밀 3D 프린팅에 최적화했습니다.
암컷 모기의 주둥이는 3D 네크로프린팅에 적합한 여러 특성을 갖추고 있습니다. 특히, 연구진에 따르면 내부 직경이 단 20마이크로미터(micrometers)에 불과하여, 현재까지 제작된 최고의 인공 팁보다 약 100% 더 미세한 크기입니다. 이 생분해성 노즐은 또한 놀라울 정도로 곧고 안정적이며, 최대 60킬로파스칼(kilopascals)의 내부 압력을 견딜 수 있습니다.
다만, 네크로프린팅 노즐은 자체적인 낮은 기계적 강도를 보완하기 위해 3D 프린팅된 생체 지지체(bioscaffolds)를 사용하여 보강하는 과정이 필요합니다.
매길 과학자들은 자신들의 연구가 3D 프린팅 기반의 제조 및 미세 공학 분야에 새로운 발전을 가져올 기반을 마련했다고 밝혔습니다. 다만 연구는 아직 진행 중이며, 더 강하고 미세한 3D 프린팅 팁을 얻기 위해 살아 있거나 죽은 다른 천연 후보들을 계속 조사할 예정입니다.
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