카멜레온처럼 색 변하는 인공전자 피부 기술 개발

논문 커버 이미지. 포스텍 제공

포스텍이 카멜레온과 같이 색을 마음대로 바꾸는 인공 전자 피부 제작 기술을 개발했다.

3일 포스텍(포항공과대학교)은 전자전기공학과 최수석 교수·박사과정 남승민 씨 연구팀이 카이랄 구조를 가지는 광학 탄성체(chiral photonic elastomers, 이하 CPE)를 사용해 카멜레온 피부와 같은 인공 전자 피부 제작 기술을 최초로 개발했다고 밝혔다.

포스텍에 따르면 카이랄 분자 구조란 분자의 회전 비대칭성을 의미한다. 오른손과 왼손처럼 서로 겹쳐지지 않는 광학 상태를 가지며, 스프링과 같은 광학적인 오른쪽이나 왼쪽으로 분자가 회전된 나노 구조를 말한다.

연구팀은 카멜레온 피부에서 착안해, 특별한 나노공정 없이도 자기 조립된 스프링 모양의 분자 회전 특성과 다양한 나노 구조 길이 변화를 통해 색을 변화시키는 CPE를 제작했다. 이 CPE는 전기적인 힘이나 신호를 받아 스스로 늘어나거나 줄어드는 전기적 신축성이 있다.

또, 카이랄 나노 회전 길이(Chiral Pitch)의 스트레칭으로 동시다발적으로 여러 나노 구조 길이를 조절해 카멜레온 피부와 같이 동작하는 다중색 변화 스트레처블 전자 피부 기술을 개발했다. 전기 조절이 가능한 이 기술은 전자소자화에도 활용될 수 있다.

이어, 연구팀은 실험을 통해 CPE 기반 전자 피부가 동물의 보호색처럼 주변 환경과 같은 색을 나타내는 것을 확인했다.

이는 이번 연구가 위장 기술 및 암호화 분야에도 충분히 적용될 수 있음을 실험적으로 보여주는 결과다.

또, 연구팀은 눈에 보이는 색 조절 기술에서 한 단계 더 나아가 물체가 실제로 존재하지만 필요에 따라 눈에 보이거나 보이지 않도록 투명도까지 조절된 빛의 파장 제어를 통해 투명 카멜레온 전자 피부화 기술의 실험적 구현에도 성공했다.

최수석 교수는 "한 색상만 표현할 수 있던 기존의 한계를 넘어 다양한 색을 동시에 표현하고, 투명도까지 제어한 연신형 전자피부화 기술을 최초로 구현했다"며 "차세대 디스플레이와 전자 피부, 암호화, 생체 모방형 소프트 로봇 등 다양한 응용 연구에도 널리 적용되기를 바란다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 우수성을 인정받아 융합 연구 분야 국제학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'의 후면 속 표지(inside back cover) 논문으로 게재될 예정이다.

전준혁기자 jjh@yeongnam.com

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