한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 강성훈 교수 연구팀이 미국 존스홉킨스대학, 조지아 공과대학 연구팀과 공동으로 인체 뼈의 원리를 모사해 사용할수록 오히려 더 강해지는 신소재를 개발했다고 20일 밝혔다. 아파트 건물, 차량 등을 구성하는 재료는 반복적으로 하중을 받으면 시간이 지남에 따라 성능이 저하된다. 한미 공동 연구팀은 우리 몸속 뼈가 하중을 받으면 세포 작용으로 미네랄을 합성해 골밀도를 증가시키는 원리에서 영감을 얻어 사용할수록 단단해지는 신소재를 개발했다. 힘을 많이 가할수록 전하를 더 많이 생성하는 다공성 압전 소재(힘을 전기로 변환하는 소재)로 바탕재를 만든 뒤 미네랄 성분을 갖는 전해질을 넣어 복합재료를 합성했다. 재료에 주기적인 힘을 가한 후 물성 변화를 측정한 결과, 응력(외력에 의해 변형된 물체 안에서 발생하는 힘)의 빈도와 크기에 비례해 재료의 강성이 향상된 것으로 나타났다. 연구팀은 마이크로 CT 촬영을 통해 반복적인 응력에 의해 다공성 재료 안에 미네랄이 형성되고, 힘이 가해지면 미네랄이 파괴되면서 에너지를 흩어지게 하는 모습을 확인했다. 다시 응력을 가하면 미네랄이 형성되는 과정이 반복된다. 기존 재료들이 반복적으로 사용할수록
헬로티 조상록 기자 | 한국재료연구원(KIMS)이 동아특수금속, 코렌텍, 월드트렌드와 함께 타이타늄 합금 소재부품 연구개발 협력을 위한 업무협약을 체결했다. 각 기관은 8월 30일 타이타늄 합금 소재부품 연구개발 관련 공동 협력과 교류 증진에 상호 합의하고 비대면으로 업무협약을 맺었다. 타이타늄(Ti)은 기능성, 생체적합성이 우수해 임플란트, 인공관절 등에 사용되며, 고령화 등 영향으로 연간 6.6%씩 관련 시장이 급증하고 있는 소재 분야다. 그 중 의료용 타이타늄은 소수의 글로벌 기업에서 생산 중이며, 수요기업은 이미 검증된 수입 소재를 활용하고 있기에, 국산화 공정개발(용해·열간압연 등) 기반이 미비한 상황이다. 이번 업무협약은 고기능 타이타늄 합금 바이오·의료 및 안경테 소재 연구개발 협력을 목적으로 연구분야 기술개발, 인력양성 및 정부 정책, 기획 업무를 지원하는 것을 목적으로 한다. 네 기관은 앞으로 △고기능 타이타늄 합금 관련 연구개발 및 기술지원, △봉재/선재/판재 제조 관련 공정개발 및 기술지원, △수요 맞춤형 고기능 타이타늄 부품 및 제품 신뢰성 평가, △해당 분야 인력교류, 연구장비 공동 활용, 정기적 정보·기술교류회 개최 등을 수행할 예정
헬로티 서재창 기자 | UNIST 기계공학과 정임두 교수팀은 국립암센터 박종웅 교수 연구팀, 경상대학교 성효경 교수 연구팀과 공동 연구로 3D프린팅으로 제작한 금속 인공 뼈(임플란트)를 활용해 뼈암(골종양)절제 부위를 최소화하는 기술을 개발했다. 이 기술은 뼈 속 암 발생 부위가 환자의 관절부위와 가까우면 멀쩡한 관절도 인공관절로 대체해야 했던 기존 문제를 환자 맞춤형 3D프린팅 제조 기술로 해결한다. 이를 통해 자가 관절을 보존하고 수술 비용과 회복 시간을 줄일 기술로 주목받고 있다. 뼈암은 주로 팔, 다리뼈에 생기며, 정형외과적 수술로 종양 부위를 제거하는 치료법을 쓴다. 암세포를 완전히 제거하기 위해 뼈를 충분하게 절제하고 복잡한 수술을 거쳐 표준화된 금속 인플란트를 심는 것이다. 이러한 방식은 암이 침범하지 않는 관절도 암과 거리가 가까울 경우 함께 절제하고 표준화된 인공관절로 교체해야하는 문제가 있었다. 공동 연구팀은 맞춤형 3D프린팅 임플란트 설계와 제조 기술로 이러한 문제를 해결했다. 환자의 다리 뼈 중 암이 침범된 부분만 최소 절제하고, 무릎 관절은 그대로 보존해 보행 기능을 최대한 회복하도록 돕는 3D프린팅 인공 뼈를 설계하고 만들었다. 이를
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