선택적 분자정렬을 통한 광반응 미세주름으로 위변조 방지 등에 응용 기대 

사범대학 융복합시스템공학과 나준희 교수 연구팀의 연구성과가 국제적인 학술지 ‘Advanced Science’에 게재됐다.

융복합시스템공학과 나준희 교수와 김세움 박사, 김기태 박사과정생이 저자인 ‘High definition optophysical image construction using mosaics of pixelated wrinkles’ 논문이  ‘Advanced Science’(10월 26일자)에 게재됐다.

융복합시스템공학과 나준희 교수 연구팀은 수십 센티미터 대면적 액정성 기판에 마이크로미터 크기의 미세주름을 원하는 여러 방향으로 한 번에 제작해냈다고 밝혔다.

이번 연구에서는 빛의 진동방향을 제어, 하나의 기판에 주름의 방향을 0도에서 90도까지 제각각 달리한 광반응 미세주름 패턴을 만들었다. 기존에는 탄성 차이가 있는 연성기판에 기계적 응력(rubbing)을 가해 주름을 만드는 방식으로 단일방향의 주름을 만들거나 평면에만 주름을 만들 수 있었다. 

이에 연구팀은 평면 연성기판의 제약에서 벗어나는 한편 주름 방향을 원하는 데로 제어, 복합주름을 만들고자 했다. 먼저 공간광변조기의 미세거울 수 십 만 개를 하나씩 제어, 입력된 이미지 정보에 따라 빛을 원하는 패턴대로 반사시켰다. 

아울러 편광자로 진동방향(편광)을 조절, 액정성 고분자 표면에 서로 다른 방향의 미세주름을 형성, 복합 주름패턴을 만들어냈다. 이렇게 만들어진 미세주름의 방향 차이는 빛의 투과도에 따른 명도(밝기)차이로 이어져 원하는 특정 이미지를 표현할 수 있다는 점에서 큰 의의가 있다. 

LCD에 쓰이는 액정(Liquid Crystal)처럼, 방향에 따라 굴절률이 다른 액정성 고분자에 미세주름을 형성, 직교한 편광자를 통해 빛의 투과도를 조절하는 원리다. 이처럼 복합 미세주름에 의한 빛의 투과도 차이로 만들어지는 패턴은 정보전달을 위한 식별태그나 위조방지에 응용할 수 있다. 

실제 연구팀은 지폐나 와인병의 라벨 표면에 육안으로는 보이지 않는 미세주름을 형성, 직교된 편광자를 통해서만 미세주름을 확인할 수 있도록 했다. 시각요소에 더해 미세주름의 촉각요소를 동시에 구현함으로써 보다 강력한 위조방지에 기여할 수 있다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단이 지원하는 신진연구지원사업과 기본연구지원사업 등의 지원으로 수행됐다.