미세조류를 이용한 친환경 3D 프린팅 잉크

현재 3D 프린터에 사용되는 잉크는 대부분 석유화학 제품인 경우가 많습니다. 가장 구하기 쉽고 출력도 쉽기 때문이지만, 이로 인해 출력 과정과 결과물에 독성 물질이 생길 수 있고 제조 과정 역시 친환경적이지 못한 문제가 있습니다.

하이델베르크 대학의 애바 블라스코 교수 (Prof. Dr. Eva Blasco, a scientist at the Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials (IMSEAM) of Heidelberg University가 이끄는 국제 과학자팀은 규조류 (diatom)인 오돈텔라 아우리타 (Odontella aurita)와 녹조류인 테트라셀미스 스트리아타 (Tetraselmis striata)를 이용해 바이오 3D 프린팅에도 사용할 수 있는 친환경 잉크를 만들었습니다.

식물성 플랑크톤인 규조류와 미세조류인 녹조류은 매우 쉽게 키울 수 있으며 주로 중성지방으로 존재하는 지방과 색소를 쉽게 추출할 수 있습니다. 연구팀은 여기에 착안해 이광자 3D 레이저 프린팅 (two-photon 3D laser printing) 용 잉크를 개발하기로 했습니다.

이광자 레이저 3D 프린터는 특정 파장의 빛에 반응하는 수지에 레이저를 교차시켜 폴리머 중합 반응 같은 화학 반응을 유도합니다. 이 방식은 마이크로미터나 나노미터 크기의 정교한 출력물을 빠르게 만들 수 있는 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 바이오 프린팅에는 적합한 잉크가 없어 실용화하기 어려웠습니다.

연구팀은 규조류와 녹조류에 풍부한 색소가 이광자 레이저 3D 프린팅에서 광반응을 시작하는 포토이니시에이터 (photoinitiators)의 역할을 할 수 있을 것으로 보고 개발을 진행했습니다. 그 결과 실제로 이 잉크를 이용해 광반응을 유도하고 미세 구조를 만들 수 츨력할 수 있다는 것을 확인했습니다.

연구팀은 이렇게 출력한 3차원 출력물에 세포가 실제로 생존하고 증식할 수 있는지도 추가로 검증했습니다. 연구팀은 세포 주입 후 24시간 후 생존률이 100%에 가깝다는 사실을 확인했습니다. 기존의 폴리머 기반 출력물에서는 기대할 수 없었던 성과입니다.

따라서 연구팀은 이 바이오 잉크가 훨씬 친환경적이고 지속 가능할 뿐 아니라 바이오 3D 프린팅에 더 적합할 것으로 기대하고 있습니다. 인공 피부나 연골, 뼈는 물론 더 복잡한 조직과 장기를 3차원적으로 출력할 수 있게 될지 앞으로의 발전이 기대됩니다.

참고

https://phys.org/news/2024-08-3d-laser-bioinks-microalgae.html

Clara Vazquez‐Martel et al, Printing Green: Microalgae‐Based Materials for 3D Printing with Light, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202402786

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) ) 앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는 미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986 (동영상) V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다. 참고 https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

자세한 내용 보기

100 테슬라급 자기장 도달

미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡ 웨버 (Wb) 는 자속의 단위) 의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다. 이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다. ( The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse. ) 이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은 Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter 로 요약할 수 있다고 합니다. 아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

자세한 내용 보기

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다. 책 정보: http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24: http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가: http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘: http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고: http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 : http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고: http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

자세한 내용 보기

고든의 블로그 구글 분점

이 블로그 검색