자기장 흐르면 색 변신…‘카멜레온 잉크’ 개발

서울대 권성훈 교수 연구팀

나비 날개가 알록달록 번득이는 이유는? 알록달록한 염료를 지녔기 때문이 아니라 날개 표면 물질이 다양한 간격으로 규칙 배열을 이뤄, 우리 눈에 비치는 빛의 색깔을 바꾸기 때문이다. 나노 ‘구조’와 빛의 작용이 만드는 합작품인 셈이다. 이처럼 여러 색의 염료 없이, 한 가지 나노입자들만으로 입자 간격만을 바꿔 여러 색을 구현하는 ‘카멜레온 잉크’가 등장했다.

권성훈 서울대 교수(전기공학부·사진) 연구팀은 30일 “150나노미터(㎚) 크기의 산화철 나노입자들을 정렬시킨 뒤 여기에다 다른 세기의 자기장을 걸어 입자 간격을 좁히거나 넓히면 다른 색깔을 띠게 되는 새로운 개념의 잉크와 인쇄장치를 개발했다”고 밝혔다. 이 연구는 국제학술지 <네이처 포토닉스> 최신호에 발표됐다.

이른바 ‘카멜레온 잉크’의 원리는 나노기술과 빛의 성질을 이용했다. 권 교수는 “산화철 나노입자들에 자기장을 걸어주면 입자 간격이 바뀌면서 총천연색을 띠는데, 이는 빛의 회절·간섭 현상을 이용한 것”이라고 말했다. 빛이 입자들 간격(50~100㎚)에 따라 다르게 꺾이거나 겹치면서 한 가지 물질이 빨주노초파남보의 여러 색깔로 변신하는 것이다.

권 교수는 “자외선을 쪼이면 순식간에 굳는 성질을 지닌 고분자 용액 안에서 자기장을 걸어 원하는 색깔을 만든 뒤, 자외선을 쪼여 색을 고정하는 간편한 ‘인쇄’ 방식도 개발했다”며 “열을 가하면 색깔 고정이 풀려 다시 다른 색을 만들 수 있다”고 말했다. 이 기술은 전자책 디스플레이나 위조지폐 방지 등에 활용될 수 있을 것으로 연구팀은 기대했다.