앞뒤가 다른 '야누스 유리' 개발됐다

앞·뒷면에 서로 다른 이미지와 색을 표기할 수 있는 유리가 개발됐다.

나아가 외부 환경에 따라 원하는 정보를 한쪽 면에만 나타나게 하거나 사라지게 할 수 있는 유리도 만들어졌다.

29일 한국과학기술연구원(KIST)은 유용상 센서시스템연구센터 박사팀이 이승열 경북대학교 전자공학부 교수팀과의 공동연구를 통해 양면에 다른 색이나 이미지를 표현할 수 있는 동시에 외부 환경에 따라 색이 변화하는 투명 유리를 개발했다고 밝혔다.

공동연구팀은 머리카락의 1000분의1 두께인 30나노미터(nm) 수준의 초박막 금속-유전체-금속 구조를 이용했다.



이 구조의 상부 금속층과 하부 금속층을 구성하는 나노층의 구성비를 다르게 제작함으로써 유리의 양면 색상이 다르게 보이는 '광학야누스 효과'를 구현했다.

연구팀은 여기서 한발 더 나아가 가스나 각종 용액 등 유체가 금속층 사이로 스며들 수 있게 했다.

이를 통해 외부 환경에 반응해 색이나 이미지나 메시지, 심벌 등의 정보가 나타나거나 사라질 수 있도록 했다.

유해 가스에 반응해 경고 문구가 나타나는 유리 등으로 활용할 수 있게 된 것이다.

특히 연구팀이 개발한 초박막형 양면 반전 유리 기술은 고비용의 장비를 이용하지 않고 단순한 증착 공정을 통해 나노구조를 만들 수 있어 제작 단가를 획기적으로 절감, 상용화 면에서도 주목받고 있다.

또 염료를 사용하지 않고도 다양한 색상을 표현할 수 있는 응용기술로, 오랜 기간이 지나면 색이 바래는 기존의 컬러 유리와는 달리 반영구적으로 색상을 유지할 수 있다.

여기서 구현된 색은 공작새의 깃털처럼 보는 각도에 따라 다른 화려한 색을 보여 인테리어용 컬러필터로도 활용할 수 있다.

유용상 박사는 "이번 성과는 양면 반전형 정보를 제공하는 유리창 기술로, 정보의 불균형 배분을 가능하게 하는 신기술"이라며 "관찰하는 면에 따라 보이는 이미지가 다른 이 기술은 광학 스위치, 광소자 저장기기로도 응용 가능성이 매우 크다"고 말했다.

이어 "외부가스와 액체, 온도, 습도에 따른 색상 변화를 일으키는 유리창 제작과 같은 형태로 바로 적용할 수 있어, 수소의 유출을 감지할 수 있는 수소저장용 유리 창고 및 수소 센서로 사용하기 위한 추가 실험이 진행 중"이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행됐다. 연구 결과는 광학 분야 권위지(Light:Science and Applications) 최신호에 게재됐다.

cho11757@news1.kr