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■ 버려진 폐황, 첨단 로봇 소재로 재탄생 — 황 플라스틱 3D·4D 프린팅 세계 최초 성공

ㅇ 정유 부산물 '폐황', 골칫거리에서 자원으로

- 휘발유·경유를 만드는 정유 공정에서는 황이 부산물로 대량 발생하지만, 폐황은 마땅한 활용처가 없어 처리 비용과 환경 부담이 꾸준히 지적돼 왔음

- 이를 해결하기 위해 최근에는 폐황을 원료로 쓴 '황 플라스틱'이 친환경 자원순환 소재로 주목받고 있음

- 황 플라스틱은 적외선 투과율이 높고 중금속 흡착 능력이 뛰어나 차세대 소재로 평가됨

ㅇ 3D 프린팅의 한계를 넘다

- 기존 황 플라스틱은 소재 내부 구조가 촘촘하게 얽혀 있어 열을 가해도 잘 녹지 않아 3D 프린팅 적용이 불가능하다는 한계가 있었음

- 국내 연구진은 내부 그물 구조를 의도적으로 느슨하게 설계해 노즐로 짜낼 수 있는 유동성을 확보, 황 플라스틱 3D 프린팅에 세계 최초로 성공

ㅇ 레이저 접합과 4D 프린팅 기술까지 구현

- 특수 레이저를 8초간 비추면 조각들이 단단하게 접합돼, 복잡한 구조물도 레고처럼 정교하게 조립할 수 있는 접합 기술을 함께 개발

- 나아가 황 함량과 그물 구조를 정교하게 조절해, 온도·빛·자석 같은 외부 자극에 반응해 모양이 변하는 '형상기억' 4D 프린팅 기술까지 실현

ㅇ 동력 없이 움직이는 소프트 로봇 개발

- 황 플라스틱에 철가루를 20% 혼합해, 별도 동력 없이도 자석의 움직임을 따라 정교하게 작동하는 1cm 이하 크기의 소프트 로봇을 제작

- 세 가지 형태로 구현: ① 실 모양 로봇(자석을 따라 이동하며 장애물 통과) ② 십자 집게 로봇(물건을 집어 목표 지점까지 운반) ③ 캡슐 로봇(설정 온도 도달 시 스스로 뚜껑을 열어 내부 액체 방출)

ㅇ 사용 후 100% 재활용하는 순환형 제조

- 사용이 끝난 출력물은 열분해를 통해 다시 녹여 원료로 100% 재활용할 수 있어(프린팅→사용→재활용→재프린팅), 완전한 자원 순환이 가능

- 원재료의 상당 부분이 버려지던 기존 3D 프린팅 공정의 한계를 넘어선 성과

ㅇ 활용 전망과 기대효과

- 연구팀은 새로 개발한 황 플라스틱 복합소재가 소프트 로봇, 적외선 광학 렌즈, 리튬-황 전지 등 다양한 산업 분야로 확장될 것으로 전망

- 폐황을 첨단 소재 원료로 전환한다는 점에서 환경 문제 해결과 고부가가치 산업 창출을 동시에 기대할 수 있으며, 국내 소재·부품 기업과 협력해 첨단 제품으로 실용화해 나갈 계획

- 이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 2025년 11월 게재됨

출처 | 한국화학연구원(버려지는 '폐황'으로 스스로 움직이는 4D 프린팅 기술 개발, 2026.03.04, https://www.krict.re.kr/bbs/BBSMSTR_000000000687/view.do?-%20mno=sub06_02&nttId=B000000109218Lr0aY7 )

출처 | 헬로디디(버려지는 '폐황' 로봇으로···화학연, 자원순환 4D 프린팅 개발, 2026.03.04, https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=111023 )

출처 | 동아사이언스(버려지는 '폐황' 로봇으로···화학연, 자원순환 4D 프린팅 개발, 2026.03.04, https://www.dongascience.com/ko/news/76627 )

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#폐황 #황플라스틱 #4D프린팅 #소프트로봇 #자원순환

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