메타물질로 친환경 스마트 라벨링 기술 개발

노준석 포스텍 교수 연구팀

노준석 포스텍 기계공학과·화학공학과 교수./조선DB

국내 연구진이 위변조를 막을 수 있는 친환경 스마트 라벨링 기술을 개발했다. 메타물질 기술을 이용한 것으로 기존의 잉크 스티커 기반 라벨의 문제였던 쓰레기 발생이나 재활용의 어려움을 해결할 것으로 기대된다.

포항공과대학교(포스텍) 노준석 기계공학과·화학공학과 교수 연구팀은 기존의 잉크 스티커를 대신할 수 있는 스마트 라벨링 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 푸드(Nature Food) 표지 논문으로 게재됐다.

과일이나 농식품에 붙이는 잉크 스티커 라벨은 원산지나 영양 성분 정보 등을 쉽게 위조할 수 있다. 또 라벨 쓰레기가 발생하고, 라벨이나 접착제가 붙어 있는 플라스틱이나 유리병은 재활용도 어려웠다.

노준석 교수 연구팀은 물에 녹는 친환경 물질을 이용해 나노미터(1㎚는 10억분의 1m) 크기의 구조체로 이뤄진 메타표면을 만들었다. 메타표면은 2차원 배열의 나노구조체로 모양과 배열에 따라 빛의 진폭이나 파장을 제어할 수 있는 광학소자다. 이 메타표면을 과일이나 플라스틱 용기에 프린트해서 기존의 라벨을 대체하는 방식이다.

메타표면은 탈부착이 불가능하고, 해상도가 선명한 구조색이어서 위변조 방지가 가능하다. 구조색은 화학적 색소 첨가 없이 물질의 미세 구조·패턴에 따라 달라지는 빛 반사·간섭 영향으로 발생하는 색을 말한다.

라벨의 두께는 300㎚ 정도로 머리카락의 300분의 1 수준이다. 물에 녹고 인체에 무해한 소재다. 재료비도 적게 들고 환경에 미치는 영향도 거의 없다. 또 메타표면 라벨은 장기간 높은 습도에 노출되면 색이 사라지기 때문에 식품 부패를 측정하는 습도 센서로도 활용할 수 있다.

노준석 교수는 “메타물질 스마트 라벨링 기술은 의미가 크고 상징적인 융합연구 사례”라고 설명했다.

과기정통부도 환경부, 농림축산식품부 등 관계 부처와 적극적으로 협력해 메타물질 스마트 라벨링 기술 상용화를 돕겠다고 밝혔다.

참고자료

Nature Food(2024), DOI : https://www.nature.com/articles/s43016-024-00957-4

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