미국 하버드 대(Harvard University)의 스핀오프 기업인 복셀8(Vexel8)이 플라스틱뿐만 아니라 전자회로를 위한 고전도성 잉크도 출력할 수 있는 기계를 개발하였다. 

복셀8을 세운 3명의 창립자들은 자신들이 만든 장난감을 보여주고 있다. 이 회사의 연구실은 다른 신생기업들과 공유하는 대형 창고에서 몇 개의 널려 있는 작업대로 구성되어 있으며, 여기서 이들은 밝은 오렌지색의 쿼드콥터(quadcopter: 프로펠러가 4개인 헬기)가 뒤엉킨 전선, 컴퓨터 장치, 커피 머그잔, 여분의 부품 등이 널브러진 바닥 위를 날아서 맴도는 것을 보여주었다.

복셀8은 장난감 사업을 시작하려는 것이 아니다. 이 손바닥 크기의 쿼드콥터는 복셀8이 개발한 새로운 3차원 인쇄술의 능력을 과시하는 역할을 한다. 복셀8은 플라스틱뿐만 아니라 회로를 위한 고전도성 잉크도 출력할 수 있는 기계를 개발하였다. 이것은 통상적인 회로 기판을 사용하지 않고 제품을 만드는 것을 가능케 한다. 회로 기판은 크기와 모양을 가지는 것이어서 설계를 제한하며, 제품에 추가적인 부피를 차지하게 만든다. 

전도성 잉크는 복셀8이 3차원 인쇄술을 탈바꿈시키기 위하여 사용하고자 계획하고 있는 많은 새로운 재료들 가운데 하나에 불과하다. 

이 새로운 잉크는 고전도성을 가질 뿐만 아니라 상온에서 인쇄가 가능하다. 또한, 원하는 어느 곳에나 위치시킬 수 있다. 복셀8은 이 잉크를 컴퓨터 칩과 모터와 같은 통상적인 요소들을 연결하고, 안테나와 같은 전자부품의 일부를 제작하기 위하여 사용하였다. 

복셀8은 플라스틱 몸체를 층 단위로 인쇄하고, 주기적으로 연속된 플라스틱 층에 내재되는 전도성 전선을 인쇄하도록 전환하면서 이 쿼드콥터를 만들었다. 복셀8의 연구팀은 이러한 과정 중 적절한 시점에서 멈추고, 발광다이오드(LED)와 같은 부품을 수동으로 삽입하고, 다음으로 인쇄 작업을 다시 시작하였다. 

이 쿼드콥터는 통상적인 방법으로 만들 수 있는 것처럼 보였다. 복셀8의 실제 목표는 3차원 인쇄술에 의해서만 만들 수 있는 새로운 응용분야를 발견하기 위하여 고객들과 협력하는 것이다. 복셀8이 만든 이 기술의 홍보 동영상은 “당신이 전자제품을 3차원 인쇄할 수 있다면 무엇을 하겠는가?”라는 질문을 하면서 시작한다. 비록 3명의 창립자들은 일부 아이디어를 가지고 있지만, 이 기술이 특히 어느 분야에 유용할지에 대하여서는 실제로 잘 모른다. 

복셀8의 사업 계획은 전도성 잉크와 탁상용 3차원 인쇄기를 판매하는 것으로 시작한다. 이 3차원 인쇄기는 대량의 완성된 제품을 제조하는 것이 아니라 주로 시작품을 만들도록 설계되었다. 그러나 복셀8의 장기 목표는 많은 수의 특수 재료들을 동시에 인쇄할 수 있는 산업적 양산 제품을 만드는 것이며, 이것은 새로운 종류의 장치를 가능케 할 것이다. 

복셀8은 이 회사의 공동 창립자이자 하버드 대에서 생물학적으로 영감을 얻은 공학을 연구하고 있는 제니퍼 루이스(Jennifer Lewis) 교수가 지난 10여 년 동안 개발한 수많은 새로운 재료들에 의존할 것이며, 이를 이용하여 새로운 장치를 설계하는 전략으로 활용할 것이다.

제니퍼 루이스 교수의 주요한 통찰력 가운데 하나는 프린터 헤드 노즐처럼 압력 하에서는 유동하지만 압력이 제거되었을 때 즉시 굳어지는 재료를 어떻게 만들 것인가에 관한 것이다. 이것은 재료를 고정시키는 네트워크를 자발적으로 형성하는 미세 입자를 만들어서 실현되었다. 이러한 미세 입자는 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어 에폭시, 세라믹, 저항?커패시터?배터리?모터?전자자석 등을 위한 재료들뿐만 아니라 고온에서 견딜 수 있는 강력한 구조용 재료들로부터 만들어질 수 있다. 

“장기 목표는 거의 무제한의 재료들이 초정밀 해상도로 함께 인쇄되는 것이다. 이것은 단일 재료를 인쇄하는 것보다 훨씬 흥미로운 것”이라고 복셀8의 공동 설립자이자 하드웨어 부문 책임자인 마이클 벨(Michael Bell)이 말했다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』