박정열 서강대 교수(기계공학과)팀은 전기 자극을 통해 실시간으로 색이 변하는 전고체 유연 소재를 개발했다고 14일 밝혔다.
카멜레온이나 문어는 피부색을 바꾸기 위해 피부 속 광결정 구조의 간격에 변화를 준다. 광결정은 특정 파장의 빛만 반사시키는 구조로, 결정 구조의 간격에 따라 반사시키는 빛의 색깔이 다르다. 자연계의 이같은 색변화 메커니즘을 모방하려는 연구가 활발히 이뤄지고 있지만 유연하게 만들기 힘들고 외부의 충격이나 환경 변화에 취약하다는 한계가 있었다.
연구팀은 고체로만 된 소재에서 색이 바뀌도록 했다. 개발된 소재에는 전기활성고분자의 일종인 유전탄성체로 만든 구동기인 소프트 액추에이터가 도입돼 전기 자극에 따라 광결정 구조 간의 간격이 달라지면서 색이 바뀐다. 개발된 소재는 빨간색부터 청록색까지 다양한 색상 변화가 가능하다. 또 한번 변화하면 본래의 상태로 되돌아가지 않으려 하는 히스테리시스 현상이 적고 장기간 안정적으로 작동했다.
특히 광결정 구조가 유연한 고체필름 형태로 개발돼 3차원의 굴곡진 표면에서도 색변화가 가능하다.
박정열 교수는 "이 연구결과는 눈부심 없이 읽을 수 있는 두루마리식 전자종이, 야외 광고게시판, 색이 바뀌는 자동차나 옷, 군사용 위장막 등 다양한 영역에 적용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구는 한국연구재단 지원으로 이뤄졌으며 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼스'에 최근 실렸다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr
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