앞뒤가 다른 ‘야누스’ 유리 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 투명한 유리 양면에 서로 다른 이미지와 색을 표기할 수 있는 '야누스' 유리가 개발됐다.

염료를 사용하지 않고 구조색으로 구현해 반영구적으로 색상을 유지할 수 있으며, 외부 환경에 따라 원하는 정보를 한쪽 면에만 나타나거나 사라지게 할 수 있어 유해 가스에 반응하여 경고 문구가 나타나는 유리로도 활용할 수 있다.

KIST 센서시스템연구센터 유용상 박사팀은 경북대학교 전자공학부 이승열 교수팀과의 공동연구를 통해 양면에 다른 색이나 이미지를 표현할 수 있고, 외부 환경에 따라 색이 변화하는 투명 유리를 개발했다고 29일 발표했다.

연구팀은 머리카락의 1000분의1 두께인 30나노미터 수준의 초박막 금속-유전체-금속 구조를 이용했다. 상부 금속층과 하부 금속층을 구성하는 나노층의 구성비를 다르게 제작해, 유리의 양면 색상이 다르게 보이는 ‘광학야누스 효과’를 구현했다.

연구팀은 더 나아가 가스나 각종 용액 등 유체가 금속층 사이로 스며들 수 있게 했다. 이를 통해 외부 환경에 반응하여 색이나 이미지, 메시지, 심볼 등의 정보를 나타내거나 사라지게 할 수 있었다.

이번에 개발한 초박막형 양면 반전 유리 기술은 고비용의 장비를 이용하지 않고 단순한 증착 공정을 통해 나노구조를 만들 수 있어 제작 단가를 획기적으로 절감할 수 있다. 또한, 염료를 사용하지 않고도 다양한 색상을 표현할 수 있기 때문에, 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.

KIST 유용상 박사는 “관찰하는 면에 따라 보이는 이미지가 다른 이 기술은 광학 스위치, 광소자 저장기기로도 응용 가능성 매우 크다”고 설명하고, “외부가스, 액체, 온도, 습도에 따른 색상변화를 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 광학 분야의 권위지인 ‘Light: Science and Applications’ 최신호에 게재되었다.

◇논문명 : Asymmetric Optical Camouflage: Tuneable reflective colour accompanied by optical Janus effect

◇저자: KIST 김태현 학생연구원, 유의상 박사후연구원, 경북대학교 배영규 석사과정(이상 제1저자), 경북대학교 이승열 조교수, 한국과학기술연구원 유용상 선임연구원(이상 교신저자)