우리나라가 참여한 국제 공동연구팀이 저렴한 ‘황’(원소기호 S)을 주원료로 사용해 기존 소재보다 성능을 높인 적외선 광학소재를 개발했다.

미래창조과학부는 서울대 화학생물공학부 차국헌 교수와 미국 애리조나대 화학과 제프리 편 교수 연구팀 등이 고성능 적외선 렌즈용 플라스틱 소재를 만드는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

기존 적외선 렌즈에 주로 사용되는 인듐안티몬(InSb)이나 인듐갈륨비소(InGaAs) 등 무기재료는 비싸고 가공이 어려운 단점이 있다. 반면 플라스틱은 가공성이 우수하지만 적외선 영역에서 굴절률이나 투과율 등 광학적 특성이 좋지않아 활용상 한계가 있었다.

연구팀은 석유 정제 과정에서 연간 700만t 이상 배출돼 가격이 저렴하지만 가공성이 좋지 않은 황에 유기물질을 첨가, 플라스틱처럼 자유자재로 모양을 만들 수 있으면서 굴절률과 투과율이 뛰어난 광학소재를 개발했다.

실제 이 소재로 만든 광학렌즈로 적외선 영상을 촬영한 결과, 기존 플라스틱 렌즈에 비해 초점거리가 짧으면서도 훨씬 선명한 열 이미지를 얻어냈다.

연구팀은 이 광학소재가 사람의 체온 등 열을 감지하는 적외선 센서나 어두운 밤에 촬영할 수 있는 적외선 카메라 등에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

차 교수는 “황은 뛰어난 광학적 특성을 지니고 있고 저렴하지만 가공해 활용하기가 쉽지 않았는데, 단순한 방법으로 가공성을 크게 개선해 고성능 적외선 광학렌즈로 활용한 것”이라고 말했다.

이 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적연구) 등의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 재료과학분야 국제학술지인 ‘어드밴스트 머터리얼스’(Advanced Materials) 3월 21일자 온라인 판에 게재됐다.