포스텍은 임근배 기계공학과 교수와 김건희 석·박사통합과정, 안태창 안동대 교수가 공동연구 결과 나노 구조 크기와 간격으로 구조색이 결정되는 발색 원리를 이용해 낮은 비용으로 자연의 화려한 구조 색을 대량 생산할 수 있는 방법을 개발했다고 31일 밝혔다.
나비의 아름다운 날개나 피부색을 바꾸는 카멜레온, 방향에 따라 다른 빛을 발하는 보석 등의 색깔은 단순히 색소에 의해 결정되지 않는다. 나노미터(㎚) 크기의 작은 단위 입자와 박막에 의한 구조 색이다. 일반 잉크로는 이 같은 색을 구현할 수 없다.
구조 색을 제작하는 방법은 세계에서도 다양하게 연구하고 있지만 구조 색은 나노 구조 배열 및 형상에 의해 결정되기 때문에 한 번 만들면 수정이 어렵고, 한 개 기판에 여러 색을 합성하기가 어려웠다.
임 교수팀이 개발한 구조 색 제작 방법은 산화아연(ZnO) 나노 구조를 용액 공정만으로 제작하는 기법이다. 미온의 물에서 산화아연을 시간에 따라 합성, 구현되는 색을 조절하는 원리다. 공정이 끝난 뒤에도 합성이 가능, 나노 구조 크기를 쉽게 조절할 수 있다. 미온의 물에서 제작할 수 있어 낮은 비용으로 다양한 구조 색을 구현할 수 있다.
특히 이번 기술은 기존의 반도체 제작 공정 중 미세 가공 기술인 리소그래피 공정과 호환할 수 있어 향후 바이오칩 같은 센서로 응용하는 것도 가능할 것으로 기대된다.
임근배 교수는 “구조 색을 저비용으로 쉽게 제작할 수 있어 디스플레이 및 소형 가전의 친환경 도장, 위조 방지 태그 제작 등 다양하게 활용할 수 있다”고 설명했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
◆용어설명
구조 색(Structural Color)=자연을 이루는 대부분의 색깔은 물질 고유의 색에 의해 정해지지만 색채에 의존하지 않고 빛의 회절이나 간섭과 같이 순전히 물리 현상 또는 구조에 의해 나타나는 색을 말한다. 예를 들어 공작의 날개 색은 빛의 간섭에 의한 구조 색이다.
