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KAIST 학부생 개발 3D 프린터 … 제품 출시 전 100여 대 先 주문
KAIST 학부생들이 개발한 보급형 3D 프린터가 제품이 출시되기도 전에 100여 대를 미리 주문 받아 화제다. KAIST 사회기술혁신연구소(소장 이홍규)는 17일 오후 2시 대전 리베라 호텔에서 산업체 ․ 바이어 ․ 3D 프린터협회 관계자 등 50여명을 초청한 가운데 KAIST 학부생들이 개발한 ‘보급형 델타 3D 프린터’런칭 행사를 갖는다. ‘3D 프린터’는 장난감, 머그컵, 의자와 같은 상품의 설계도를 내려 받아 3차원 입체물을 만드는 기기로 제조업의 혁명을 가져올 기술로 주목받고 있다. 최근에는 과일과 화장품까지 출력이 가능한 3D 프린터가 나와 화제가 되기도 했다. 3D 프린터 출력구조는 크게 수평의 출력구조를 가진 멘델방식과 수직의 출력구조를 갖는 델타방식(삼각주)으로 나뉜다. KAIST 학생들은 기존시장의 90%이상을 점유하고 있는 멘델방식에 차별화를 주기 위해 델타방식에 집중했다. 먼저 부품을 자체개발해 제품의 단가를 혁신적으로 낮추는데 초점을 맞췄다. 제품의 캐리지(운송담당 기기)를 베어링에서 자체개발한 부품으로 대체해 소음을 줄이고 고리형 가이드 연결 방식을 구슬로 바꿔 출력제품의 완성도도 높였다. 또 노즐과 베드의 평행을 맞춰주는 오토레벨링을 탑재해 사용자의 편의성을 대폭 강화했다. 이와 함께 일반인도 쉽게 설계가 가능하도록 스마트폰 앱과 연동시켰으며 디자인도 독일에서 활동 중인 제품 디자이너에게 의뢰해 제품의 세련미를 더했다. 이번 제품개발에 참여한 서석현(전산학과 3학년 ․ 21)씨는 “자체 개발한 부품을 사용해 가격을 기존제품의 3분의 1로 낮추고 제품소음을 크게 줄인 것이 가장 큰 장점”이라고 말했다. 그는 이어 “스마트폰 연동 앱을 개발함으로써 일반인도 쉽게 설계가 가능해 교육용이나 가정용에 적합한 제품”이라고 밝혔다. 시장의 반응은 뜨거웠다. 지난 5- 8일까지 서울 코엑스에서 열린 ‘제1회 3D프린팅 코리아’ 전시회에 참가해 제품 시연회를 가졌는데, 교육기관과 기업연수원이 벌써 100여대를 선 주문한데 이어 캐나다 ‧ 미국 바이어들이 해당국 대리점 개설을 요청하는 등 큰 관심을 받았다. 학생들은 11월 초 외부 생산기업과 공동으로 (주)카이디어를 설립하고 12월부터 본격적으로 제품을 생산할 계획이다. 이홍규 KAIST 사회기술혁신연구소장은 “3D 프린팅 기술은 제3차 산업혁명을 가져올 만큼 혁신적인 기술로 주목받고 있다” 며 “지금은 시장 초기단계이지만 조만간 그 수요가 폭발적으로 증가할 것”이라며 기대감을 표시했다. KAIST 사회기술혁신연구소의 연구 프로젝트로 추진됐던 이번 제품개발에는 KAIST 학부생 4명, 영국 옥스퍼드대 학생, 독일 제품 디자이너 등 총 6명이 참여했다.끝.
2014.11.17
조회수 14398
종이 한 장으로 구제역 조기 진단 가능해진다
지난 2010년 11월 말 경북 안동에서 시작돼 이듬해 4월 초까지 전국으로 퍼졌던 구제역파동은 직접적인 피해액만 3조원으로 추산되며 경제 전반에 미친 파급효과는 5조원 이상이라는 분석도 있다. 구제역과 같은 전염성 강한 질병을 현장에서 즉시 진단할 수 없기 때문에 피해가 확산될 가능성이 높다. 의심신고가 들어오면 시료를 채취해 전문기관에서 분석하는 데만 2~3일 걸린다. 그 사이 바이러스는 걷잡을 수 없이 퍼진다. 구제역, 조류독감, 신종플루 등 전염성이 강한 질병 진단을 위한 바이오센서를 저렴한 가격에 만들 수 있게 됐다. 우리 학교 생명화학공학과 정기준·임성갑(41) 교수 공동연구팀은 종이나 비닐 등 다양한 물질에 항체를 고정하는데 성공해 보급형 바이오센서개발에 필요한 원천기술을 확보했다. 연구결과는 세계적 학술지 ‘폴리머 케미스트리(Polymer Chemistry)’ 후면 표지논문(7월 7일자)으로 게재됐다. 바이오센서의 기판은 안정성이 높은 금이나 유리를 주로 사용한다. 그러나 가격이 비싸고 휴대성이 떨어지기 때문에 현장에서 쓰기 어렵다. 게다가 항원 진단을 위해 사용되는 항체의 높은 생산 단가로 인해 진단시스템의 가격이 비싸 축산농가 등에 보급이 어려웠다. 연구팀은 기존에 있던 두 가지 핵심기술을 보급형 바이오센서 개발에 활용했다. 연구팀은 바이오센서의 제조단가를 획기적으로 줄이는 동시에 휴대성을 높이기 위해 초기 화학적 진공증착법(iCVD, Initiated chemical vapour deposition)으로 종이나 비닐에 고분자 박막을 증착했다. 또 박막과의 화학적 반응을 통해 항체 단백질을 안정적으로 고정하는데도 성공했다. 이와 함께 가격이 비싸고 고온에 견디지 못했던 기존의 항체 대신, 미생물을 기반으로 만들어 저렴하면서도 70℃의 높은 온도에서도 뛰어난 안정성을 보여주는 ‘크링글도메인’이라는 유사항체를 활용했다. 그 결과 연구팀은 기존 진단시스템의 고비용·불안정성 문제를 동시에 해결했다. 이번 연구를 주도한 정기준 교수는 “기판을 종이나 비닐로 대체하고 유사항체를 활용해 지금보다 훨씬 저렴하면서도 안정성 높은 바이오센서를 만드는 것이 핵심기술”이라고 설명했다. 이와 함께 “최근 국내에서 발병해 국민경제에 커다란 피해를 유발했던 구제역처럼 급속한 전파력을 갖는 바이러스성 질병을 현장에서 신속하게 진단할 수 있을 것”이라며 “향후 포스트잇 또는 책자 형태로 바이오센서를 만들어 축산농가에 보급되면 전수조사가 가능해져 무조건적인 살처분을 막고 샘플링검사로 인한 부정확성을 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 한편, 이번 연구는 미래창조과학부 신기술융합형 성장동력사업(바이오제약) 및 글로벌프론티어사업(차세대바이오매스연구단)의 지원을 받아 수행됐다. 그림1. 종이 비닐 등 다양한 표면 물질 위에 단백질을 고정화하는 기술의 모식도 그림2. 비닐(a)과 종이(b)에 고정화된 비항체 단백질 골격을 이용한 바이오센서 그림3. 고분자 박막 증착 기술에 기반한 단백질 고정화 시스템 이미지
2014.07.16
조회수 12812
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