화학과

자연을 모방한 자성금속입자의 정교한 정렬로 만든 색체의 향연

자연과학대학 화학과 이재범 교수 연구팀은 같은 과내 소재화학연구소 소속 찬밴딴 박사와 김정효 박사 (공동 제1저자)와 함께 나노 크기의 정교한 구조체를 연성 재질에 코팅하여 빛과의 상호작용에서 발생하는 구조적 또는 물리적 현상을 이용하여 가시광선 영역대의 모든 색상을 구현한 결과를 발표하였다. 이는 정확히 구조색 (structural coloration)이라고 하며, 유/무기 염료를 이용한 색의 구현과 달리 100nm급 나노입자를 매우 정교하게 연속적으로 쌓아 빛의 산란과 흡광을 조절하여 다양한 색상을 만들어 내는 기술이다. 이때 사용한 나노입자는 자성/금속 복합체를 사용하여 자성체의 자기장 성질을 이용하여 외부자기장으로 나노구조체를 정교하지만 간단히 쌓아 올릴 수 있었다. 

이재범 교수는 “이 2D 필름형태의 구조체는 빛의 광대역 및 협대역 흡수체 (안테나)로 사용하거나 다양한 유형의 매우 민감하고 신뢰할 수 있는 비색 센서를 제작할 수 있다. 또한, 구조색 패턴을 외부 자기장과 스프레잉 (spraying) / 롤투롤 (roll-to-roll) 공정으로 달성할 수 있어, 디스플레이, 유연소자용 액티브 코팅, 스마트 기록 장치에 이용 가능하며 이에 대한 활용결과를 제시하였다.”고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구과제/ 해외포닥과제의 지원으로 수행됐고, 나노과학기술분야의 세계적 학술지인 “Small” (IF: 13.281)에 온라인 게재되었다. (논문제목: Rapid Assembly of Magnetoplasmonic Photonic Arrays for Brilliant, Non-Iridescent, and Stimuli-Responsive Structural Colors, https://doi.org/10.1002/smll.202200317)