KAIST 김신현·고 신중훈 교수 “차세대 반사형 디스플레이 핵심 소재”
무지개 입자의 광학 현미경 사진(왼쪽)과 입자 표면에 형성된 주기적 적층.KAIST 제공
한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 김신현 교수가 나노과학기술대학원 고 신중훈 교수, 충남대 신소재공학과 정종율 교수와 함께 모든 색을 낼 수 있는 무지개 미세입자 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
규칙적 나노구조는 빛의 간섭 현상으로 특정 파장의 빛만 선택적으로 반사해 색소 없이도 색을 낼 수 있는데 이런 물질을 광결정이라고 한다.
광결정은 일반적으로 한 색깔만 발현할 수 있기 때문에 다양한 색의 구현이 필요한 반사형 디스플레이에 적용하기에는 한계가 있다.
연구팀은 겨울철 눈이 동그란 구조물에 쌓일 때 위쪽 정상 부분의 물질이 가장 두껍게 쌓이고 측면으로 갈수록 물질이 얇아진다는 점을 주목했다.
연구팀은 규칙적인 구조를 형성하기 위해 두 가지 서로 다른 굴절률을 갖는 물질인 타이타니아(titania)와 실리카(silica)를 교대로 구형 미세입자에 증착했다.
이에 따라 미세 입자는 정상 부분에서 장파장의 빨간 빛을 반사하고 측면부에서는 단파장의 파란 빛을 반사했다.
빨간색과 파란색 사이의 다른 모든 색깔도 구의 위치에 따라 상응하는 지점에서 반사했다.
이어 연구팀은 자성을 이용. 미세입자의 특정색깔 발현을 유도해 사용자가 보는 색깔도 자유롭게 제어했다.
김신현 교수는 “이 연구 결과를 지난 2016년 9월 30일 불의의 사고로 고인이 된 나노광학 분야의 세계적 대가 故신중훈 교수에게 헌정한다”고 말했다.
이번 연구결과는 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 2월7일자 온라인 판에 게재됐다.
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