보고서에 따르면, 미 육군과 텍사스 A&M 대학의 연구원들은 자동으로 변형되고 자가 치유될 수 있는 미래의 무인 항공기와 로봇 자동차를 개선하기 위한 연구에서 새로운 유형의 폴리머 재료를 개발했습니다.

초기 연구에서 처음으로 등장한 3D 프린팅 에폭시 수지 소재는 자극에 반응할 수 있다. 연구자들은 미래에는 스마트 기술이 내장되어 외부 세계의 통제를 받지 않고 자동으로 환경에 적응할 수 있기를 바라고 있다. 연구진은 “구조와 감지, 반응 기능을 동시에 가질 수 있는 물질 시스템을 구축할 수 있기를 희망한다”고 말했다.

연구진은 할리우드 영화 '터미네이터 2'에 등장하는 T-1000의 특성을 그대로 살려 공중 및 지상 임무에 적합한 미래 플랫폼을 구상했다. 이 인기 영화에서 터미네이터는 액체 금속으로 만들어졌으며 터미네이터의 팔은 사람을 찌르는 무기로 바뀔 수 있습니다. 또한 12구경 산탄총과 40mm 유탄발사기에 맞은 후에도 스스로 수리할 수 있습니다.

현재까지 연구진이 개발한 소재는 온도에 반응할 수 있다. 연구자들은 실험실 테스트에 사용하기 쉽기 때문에 먼저 이 재료를 선택했습니다.

폴리머는 체인의 링크처럼 반복 단위로 구성됩니다. 보고에 따르면, 더 부드러운 중합체의 사슬은 가교에 의해 단지 약간만 연결되어 있습니다. 체인 사이의 교차 결합이 많을수록 재료의 경도가 높아집니다.

연구진은 “대부분의 가교 소재, 특히 3D 프린팅으로 만든 소재는 고정된 형태를 갖는 경향이 있다. 즉, 일단 부품이 제작되면 소재가 가공되거나 녹지 않는다”고 말했다. 새로운 재료에는 동적 키가 있어 액체에서 고체로 여러 번 바뀔 수 있으므로 3D 프린팅하거나 재활용할 수 있습니다."

이러한 동적 키는 고유한 형상 기억 동작을 발생시키므로 재료를 프로그래밍하고 트리거하여 메모리 형상으로 돌아갈 수 있습니다. 이러한 유연성으로 인해 부드러운 고무 같은 폴리머와 단단하고 하중을 견디는 플라스틱 폴리머가 모두 얻어집니다.

현재 연구는 아직 연구개발 단계에 있다. 팀은 드론과 회전익 항공기용 부품을 만들기 위해 구조적 응용 분야에 사용할 수 있는 3D 프린팅 재료를 개발하기 시작했습니다.

연구진은 “현재 상온에서 소재의 자가치유율 80%를 쉽게 달성할 수 있지만 100%에 도달할 수 있기를 희망한다”며 “또한 소재가 온도 이외의 다른 자극에도 반응할 수 있기를 희망한다”고 말했다. 예를 들어, 미래에는 사용자가 프로세스를 시작할 필요 없이 재료가 자동으로 적응될 수 있도록 일부 낮은 수준의 스마트 기술을 내장하는 방법을 모색할 것입니다."

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