만화영화를 보고 있노라면 그림 속에서 자동차가 튀어나와 3차원 공간을 달리고 프라이팬에 얻어맞아 납작해진 고양이가 다시 일어나 미키마우스를 향해 잽을 날리는 장면이 나오곤 한다. 이른바 2차원과 3차원의 세상을 자유로이 오가며 그려내는 작가의 천재성에 감탄하지 않을 수 없다. 그 만화 속의 영상들이 현실이 되어 나타난다면 지나친 상상일까?
요즈음 3D(삼차원) 프린터가 열어가는 세상이 흥미롭다. 지금까지는 프린터가 하는 일은 컴퓨터의 명령을 종이 위에 그리듯 인쇄하는 것이 전부였다. 그러나 3D 프린터가 열어가는 세상은 활자나 그림을 그리듯 입력된 도면을 3차원 공간에 입체적 형상으로 만들어내는 기술로 지금까지의 인쇄기술과는 다른 모양새다. 고양이의 입체도면을 입력하면 고양이가 만들어지고 미키마우스를 입력하면 그 꼴대로 만들어지는 것이다. 3D 프린터가 열어갈 세상이 어디까지일지는 조금 더 기다려봐야 하겠지만 산업생산의 패러다임을 획기적으로 바꿀 수 있는 기술로 발전할 수 있을 것 같아 기대가 크다.
3D 프린터가 산업에 활용되기 시작한 것은 놀랍게도 벌써 30년 전이다. 처음에는 시제품을 디자인해 모형을 만들기 위한 보조적 장치로 사용됐지만 지금은 첨단 아이디어 제품을 생산하는 시설로 발전했다. 3D 프린터로 만들어져 소개된 상품들은 시제품이 아닌 거의 제작이 끝난 완제품이다. 자전거를 조립단계를 거치지 않고 완성품으로 만들고 시속 160㎞의 무인비행기가 이 기계로 인쇄돼 하늘을 날고 있다. 또 3차원 프린터로 인쇄한 뼈를 환자에게 꼭 맞게 이식하는가 하면 줄기세포를 층층이 쌓아올려 살아 있는 장기를 만드는 연구를 하는 과학자도 있다. 이른바 3D 프린터 산업이 생필품을 넘어 의료 바이오 전자 기계 등 여러 분야에서 용처를 넓혀가고 있다. 우리나라에서도 이 프린터를 이용한 생산이 점차 증가하고 있다. 한국적 공예품들이 이 방법으로 제작되고 옻칠로 마감한 머그컵도 선보이고 있다. 이처럼 수많은 가능성을 가진 현장기술들이 3D 프린터라는 하나의 기술을 통해 제조업에 동참하고 있다.
3D 프린터가 열어가는 세상은 현시대가 '이성적 인간 (호모 사피엔스·Homo Sapiens)'의 시대를 지나 '호모 파베르(만드는 인간· Homo Faber)'의 도래라는 새로운 패러다임으로 변해가고 있다고 보는 견해도 있다. 생각이 바로 상품이 될 수 있는 시대가 온 것이다. 이 새로운 세대의 성장방향은 역시 디지털과 결합한 3D 프린터가 가져올 제조업 혁명으로 진화할 것이다. 그리고 그 결과는 아마도 지금 우리가 상상하는 그 이상이 될 수도 있다. 이런 새로운 체계가 암시하고 있는 모든 것이 IT 강국임을 자랑하는 우리에게는 큰 가능성으로 다가올 수도 있음을 명심해야 한다.
지금 우리의 과학과 기술의 변화를 보면 지난 18세기 산업혁명이 시작되던 시기와 유사한 점들이 많다. 그 첫째가 풍부한 현장지식들의 출현이다. 지금은 아이디어만 있으면 누구나 사장이 될 수 있는 세상이다. 현재 우리 주위에 흩어져 있는 다양화된 현장지식은 상품을 만드는 별도의 공장과 설비가 없어도 인터넷과 연결된 3D 프린터만으로 상품화를 가능하게 하고 있다. 과거 18세기 중반 영국이 주도했던 산업혁명도 가내수공업의 풍부한 현장지식이 모여 이루어진 변화였음을 우리는 상기해야 한다. 그리고 그 흐름의 패러다임을 잘 따라간 국가는 지금까지 번영을 누리고 있음도 기억해야한다.
3D 프린터가 세상에 나타난 지 얼마 되지 않았지만 세상은 벌써 4D 프린터의 세상을 예견하고 있다. 4D 프린팅은 삼차원 공간에서 입체적으로 제작된 상품의 물리적, 생물학적 모양과 특성을 제작 후 바꿀 수 있도록 하는 기술이다. 이 기술은 지난 세기 말 나노집적도와 관련해 연구되기 시작한 기술로 분자 스스로가 방향성을 가지고 움직여 조립되는 꿈의 기술과 같은 맥락에서 접근되고 있다. 무생물에 생명을 불어넣는 이 4D 프린팅 연구는 20세기 초 현대물리학의 기초에서 탄생한 원자의 발견과정과도 유사한 점이 있어 전율이 느껴진다.
20세기 초 발견된 전자라는 움직이는 생명체는 물질의 근본이 되었다. 그 발견은 우리의 시각으로는 볼 수 없는 4차원의 미시적 세상이 눈에 보이는 거시적 세상 그 안에 존재함을 밝혀주었다. 지금도 이 둘의 경계는 모호하지만 조화롭다. 새로운 프린터의 시대도 분명 또 다른 세상을 조화롭게 열어갈 것이다.
동아대 화학과 명예교수
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