– 저비용 용액공정으로 구조색 간편 제작 기술 개발
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▶ 포스텍 기계공학과 임근배 교수와 석·박사통합과정 김건휘씨, 안동대학교 안태창 교수 |
포스텍(총장 김도연) 기계공학과 임근배 교수와 석·박사통합과정 김건휘씨가 안동대학교 안태창 교수와 함께 세계 최초로 대량생산과 대면적화가 가능한 구조색 제작 방법을 개발했다.
우리가 주변에서 접할 수 있는 나비의 아름다운 날개, 환경에 따라 피부색을 바꾸는 카멜레온, 보는 방향에 따라 다양한 빛을 발하는 보석, 곤충들의 화려한 색깔 등 자연이 주는 색은 단순히 색소에 의해 정해지지 않는다. 이는 나노미터(nm, 10억분의 1m)라는 아주 작은 단위의 입자와 박막에 의한 구조색*으로 일반적인 잉크로는 절대 표현해 낼 수 없다.
기존에도 구조색을 제작하는 방법은 다양하게 연구되어 왔지만, 구조색이 나노 구조의 배열과 형상에 의해 결정되기 때문에 한번 만들면 수정하기 어렵고 한 개의 기판에 여러 색을 합성하기 힘들다는 단점이 있었다.
이번에 공동연구팀이 개발한 구조색 제작 방법은 산화아연(ZnO)* 나노구조를 용액공정* 만으로 제작하는 것으로, 미온의 물에서 산화아연을 시간에 따라 합성, 구현되는 색을 조절하는 원리다. 공정이 끝난 뒤에도 합성이 가능하기 때문에 나노구조의 크기를 쉽게 조절할 수 있으며, 미온의 물에서도 제작이 가능해 낮은 비용으로도 다양한 구조색을 쉽게 구현할 수 있다.
뿐만 아니라 이번 기술은 기존의 반도체 제작 공정 중 미세 가공 기술인 리소그래피(lithography) 공정과도 호환할 수 있어 추후 바이오칩과 같은 센서(Sensor)로의 응용도 가능할 것으로 기대된다.
연구를 주도한 임근배 교수와 안태창 교수는 "구조색을 저비용으로 쉽게 제작할 수 있어 디스플레이 및 소형 가전의 친환경 도장, 위조방지 태그 제작 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것이다. 기존 구조색 제작 방법의 한계로 꼽히던 이슈들을 극복했다는 점에서도 의의가 있다"고 말했다.
한편 미래창조과학부와 한국연구재단이 시행하는 중견연구자지원사업의 지원을 통해 수행된 이번 연구는 그 성과를 인정받아 나노 및 에너지소재분야 세계적 과학저널인 에이씨에스 어플라이드 머터리얼즈 앤 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces, IF 7.145, 상위 10% 이내)에 게재됐다.
최혜영 커뮤니케이터
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