KIST “적외선 볼 수 있는 다기능성 광필름 개발”

적외선을 가시광선으로 변환…열화상카메라·바이오센서 활용 가능

한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 눈에 보이지 않는 적외선을 눈에 보이도록 하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

KIST 나노포토닉스연구센터 권석준 박사팀은 24일 경희대학교 응용화학과 고두현 교수와 공동 연구를 통해 근적외선을 가시광선으로 파장을 변환 시켜 시각화할 수 있는 ‘다기능성 광필름’을 개발했다고 밝혔다.

적외선을 가시광선으로 변환하면 빛에 담긴 데이터를 볼 수 있고, 활용도가 높아 열화상 카메라나 바이오 센서 등 다양한 장비에 사용된다.

특히 자외선은 에너지가 커 가시광선으로 쉽게 바꿀 수 있지만, 근적외선은 에너지가 낮고, 가시광선으로 변환할 때 효율성이 낮다는 문제가 있었다.

이에 KIST 연구진은 구체 형태로 만든 산화 실리콘(실리카) 표면에 파장 변환 나노 물질과 금속 구조체를 형성했다. 실리카는 일종의 돋보기 역할을 해 다른 재료보다 근적외선을 더 오래 가둬둘 수 있다.

연구진은 실리카 산화 실리카를 바둑판 모양으로 배열하고 동시에 근적외선을 흡수하고 가시광선을 방출해 근적외선을 가시광선으로 변환시켰다.

이 구조에서는 근적외선-가시광선 파장 변환 효율이 기존 대비 1천배 가까이 증폭한다고 연구진은 설명했다.

특히 연구진이 개발한 실리카 마이크로 구체 격자 배열은 투명 필름에 쉽게 옮길 수 있고, 그 필름을 접거나 구부러뜨리거나 세제로 세탁해도 파장이 바뀐 빛의 세기가 그대로였다.

KIST 권석준 박사는 “현재 적외선을 활용한 센서는 한 종류 데이터만 수집할 수 있지만, 이 기술을 활용하면 다양한 종류의 데이터를 한 번에 수집할 수 있다”며 “접기나 다른 필름으로의 전사 용이성 등 다양한 장점이 있어 폴더블 기기나 웨어러블 센서 등에 응용될 수 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 재료 공학 분야 국제 저명 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 최신 호에 게재됐다.

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