KIST 유용상 박사팀, 앞뒤가 다른‘야누스’유리 개발

 

 

한국과학기술연구원 (KIST) 센서시스템연구센터 유용상 박사팀(사진. KIST)이 경북대학교 전자공학부 이승열 교수팀과 공동연구를 통해 양면에 다른 색이나 이미지를 표현할 수 있고, 외부 환경에 따라 색이 변화하는 투명 유리를 개발했다고 29일 밝혔다.

KIST-경북대 공동연구팀은 머리카락의1000분의1 두께인 30나노미터 수준의 초박막 금속- 유전체(誘電體) 금속 구조를 이용했다. 이 구조의 상부 금속층과 하부 금속층을 구성하는 나노층의 구성비를 다르게 제작해, 유리 양면 색상이 다르게 보이는 ‘광학야누스 효과’를 구현했다. 연구팀은 가스나 각종 용액 등 유체가 금속층 사이로 스며들 수 있게 했다. 이를 통해 외부 환경에 반응해 색이나 이미지, 메시지, 심볼 등의 정보를 나타내거나 사라지게 했다.

연구진이 개발한 초박막형 양면 반전 유리 기술은 고비용의 장비를 이용하지 않고 단순한 증착 공정을 통해 나노구조를 만들 수 있어 제작 단가를 획기적으로 절감해 상용화 응용 가능성도 있다.

또, 염료를 사용하지 않고도 다양한 색상을 표현할 수 있는 응용기술이기 때문에, 오랜 기간이 지나면 색이 바래는 기존의 컬러 유리와는 달리 반영구적으로 색상을 유지할 수 있다. 구현한 색은 공작새의 깃털처럼 보는 각도에 따라 다른 화려한 색을 보여 인테리어용 컬러필터로도 활용할 수 있다.

KIST 유용상 박사는 “이번 성과는 양면 반전형 정보를 제공하는 유리창 기술로, 정보의 불균형 배분을 가능하게 하는 신기술이다. 관찰하는 면에 따라 보이는 이미지가 다른 이 기술은 광학 스위치, 광소자 저장기기로도 응용 가능성 매우 크다.”라며, “외부가스, 액체, 온도, 습도에 따른 색상변화를 일으키는 유리창 제작과 같은 형태로 바로 적용할 수 있어 수소의 유출을 감지할 수 있는 수소저장용 유리 창고 및 수소 센서로 사용하기 위한 추가 실험이 진행 중”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행했고, 연구 결과는 광학 분야의 권위지인 ‘Light: Science and Applications’ (IF: 14.09, JCR 분야 최상위 1.9%) 최신 호에 게재했다.