김신현 교수 연구팀 “반구형 미세구조 활용… 고해상도 구조색 패턴화 가능”“빛의 간섭 활용해 다양한 색상 연출… 예술·광학소자 등 적용 기대”
  • ▲ 약 20만개의 미세반구를 이용해 색소 없이 손톱 크기로 재현된 “일월오봉도”.ⓒKAIST
    ▲ 약 20만개의 미세반구를 이용해 색소 없이 손톱 크기로 재현된 “일월오봉도”.ⓒKAIST
    KAIST 연구진이 화학 색소 없이도 색을 표현하는 초정밀 컬러 그래픽 기술을 개발해 조선시대 일월오봉도를 구현하는 데 성공했다. 기존 화학 색소와 달리 변색이나 퇴색 없이 영구 보존이 가능하며, 친환경적인 방식으로 주목받고 있다. 

    연구팀은 반구형 미세구조를 활용해 빛의 간섭을 조절하는 기술을 적용, 정교한 컬러 패턴을 재현했다. 이번 성과는 예술뿐만 아니라 위변조 방지, 광학 소자 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

    KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 김신현 교수 연구팀이 반구 형태의 미세구조를 이용해 화학 색소 없이 고해상도 컬러 그래픽을 구현하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

    26일 KAIST에 따르면 몰포 나비나 팬서 카멜레온처럼 규칙적인 나노구조를 활용한 ‘구조색’은 다양한 색을 표현할 수 있지만, 정교한 패턴화가 어려웠다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 부드러운 표면을 갖는 반구형 미세구조를 활용하는 새로운 방식을 개발했다.

    직경 10㎛ 내외의 반구 구조에서 빛이 재귀반사되며 가시광선 간섭을 통해 구조색이 형성된다. 반구 크기를 조절하거나 다양한 크기의 반구를 배열하면 색상을 자유롭게 조정할 수 있다.

    연구팀은 반도체 공정 기술을 활용해 단일 단계에서 반구형 미세구조를 형성하는 방법을 개발, 색소 없이도 정밀한 컬러 그래픽을 구현할 수 있도록 했다. 이 기술은 ‘색의 영구 보존’이 가능하며, 시야각에 따라 변색하는 ‘야누스 형태’의 특징을 갖는다.

    김 교수는 “이번 기술이 예술, 광학 소자, 위변조 방지, 포토카드 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 머터리얼즈 2월 5일 자에 게재됐다.