앞뒤 다른 '두 얼굴'의 투명유리 나왔다

KIST-경북대 공동 연구

유용상 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터 선임연구원 연구팀은 이승열 경북대 전자공학부 교수팀과 공동연구를 통해 투명하면서도 앞면과 뒷면의 색을 다르게 바꿀 수 있는 유리를 개발했다. KIST 제공

투명하면서도 앞면과 뒷면의 색이 다른, 두 얼굴을 가진 유리창이 개발됐다. 주변 환경에 반응해 색을 바꾸는 것도 가능해 센서 역할을 하는 스마트 유리창 등에 활용될 것으로 기대된다.

유용상 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터 선임연구원 연구팀은 이승열 경북대 전자공학부 교수팀과 공동연구를 통해 양면이 다른 색이나 이미지를 표현할 수 있고 외부 환경에 따라 색이 바뀌는 투명 유리를 개발했다고 29일 밝혔다.

영화 속 범죄자를 조사하는 장면에서 안에서는 밖에 보이지 않으나 밖에서는 안이 보이는 유리가 나온다. 하지만 앞면과 뒷면 색이 다른 투명한 유리는 만들지 못했다. 앞면의 색이 뒷면에도 투과되기 때문이다.

연구팀은 금속 위에 유전체를 깔고 다시 금속을 올린 30나노미터(nm·10억분의 1m) 두께의 초박막 구조를 개발했다. 나노 크기의 구조를 바꾸면 반사되는 색도 바뀌는 ‘구조색’ 효과를 활용했다. 유전체 위 금속층과 아래 금속층의 구성비를 다르게 하면 나타나는 색이 다르게 보인다. 빛을 투과할 때는 색이 변하지 않지만 반사할 때만 색이 변한다. 연구팀은 “단순한 증착 공정으로도 만들 수 있어 제작 단가를 절감했다”고 설명했다.

여기에 가스나 용액과 같은 유체가 금속층 사이로 스며들 수 있게 해 가운데 유전체가 외부 환경에 반응하도록 했다. 환경에 따라 색이나 모양 같은 정보를 나타내거나 사라지게 하는 것이다. 연구팀은 외부 가스나 액체, 온도 등에 따른 색 변화를 보이는 센서로 활용할 수 있다고 설명했다. 전기로만 감지하던 수소 유출을 외부 에너지 없이 감지하는 센서 개발을 진행중이다. 유 선임연구원은 “한쪽에서 바뀌는 환경을 반대쪽에만 표시해 감지하는 것도 가능하다”고 말했다.

유 선임연구원은 “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.

과학기술정보통신부의 지원을 받아 KIST 주요사업으로 수행된 이번 연구결과는 이달 19일 국제학술지 ‘빛: 과학 및 응용’에 발표됐다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]