금속 색변화 조절 기술 국내서 개발

DGIST(총장 신성철)는 로봇공학전공 장경인 교수<사진> 연구팀이 GIST(지스트·광주과학기술원) 송영민 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 금속에 수 나노미터의 반도체물질을 코팅해 다양한 색 변화를 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.

장경인 교수 연구팀은 금속에 반도체 물질을 수 나노미터(10억분의 1미터) 두께의 초박막으로 코팅해 금속과 반도체 물질의 표면에서 반사된 빛이 강한 박막 간섭 효과를 일으켜 금, 은, 알루미늄 등의 금속 고유색을 바꾸는 데 성공했다.

금 위에 코팅하는 게르마늄과 같은 반도체 물질의 초박막 두께에 따라 색이 달라진다는 기존의 연구가 있었으나, 색의 변화가 급격하고 색을 진하게 입히기가 까다로워 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 금 표면에 빗각증착법을 활용해 5~25나노미터의 얇은 게르마늄 막을 입혔다.

그 결과 게르마늄 코팅의 두께와 증착 각도에 따라 노랑, 주황, 파랑, 보라 등 다양한 색을 원하는 대로 만들어 내는 데 성공했다. 게르마늄층에 미세한 구멍이 다수 존재하는 다공성 구조를 만들어 색 표현의 범위가 넓어지고, 색의 순도가 높아지는 것을 확인했으며 빗각증착법을 적용해 나노미터의 게르마늄 막의 두께 변화에 따라 색의 변화, 순도 등을 다양화시켰다.

장 교수는 “앞으로 건물 외벽 등 다양한 목적에 사용되는 태양전지, 웨어러블 디바이스, 디스플레이 등 유연소자 분야에 시각적 디자인을 입히는 데 활용할 수 있으며 주변 사물과 동일한 패턴 혹은 색을 입혀 은폐(Camouflage)하는 데도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노스케일’ 지난해 12월9일자 온라인판에 게재됐으며, 한국연구재단의 기초연구사업(집단연구) 지원으로 수행됐다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.com

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