"색깔 변화로 건축물 노후화 진단"…`필름 기반 나노변형 센서` 나와

기계연, 구조색 현상 착안..관찰각도 영향 없이 측정
색상변화 AI로 학습해 위험여부 판별..드론,로봇 등 활용

한국기계연구원은 색상 변화로 건물의 노후화를 진단할 수 있는 필름 기반의 나노광학 센서를 개발했다.

윤재성(왼쪽) 기계연 나노리소그래피연구센터 책임연구원과 녠황민 학생연구원. 기계연 제젱

건축물에 붙여 노후화와 손상 등의 안전성을 손쉽게 파악할 수 있는 나노 센서기술이 나왔다. 많은 비용과 전문성을 필요로 하는 구조물 진단과 모니터링에 혁신을 가져올 것으로 기대된다.

한국기계연구원은 윤재성 박사 연구팀이 구조색 현상에 착안해 색상 변화로 건물의 노후화를 진단할 수 있는 나노필름 형태의 변형 센서를 개발했다고 4일 밝혔다.

구조색은 색소에 의한 색이 아니라 물체의 나노 구조에 의해 빛이 반사되면서 나타는 색상이다. 대표적으로 공작새의 깃털이나 모포 나비 날개, 카멜레온 피부 등을 들 수 있다. 특히 구조색은 색소나 염료, 별도의 전원 없이 표면의 미세 구조를 이용해 다양한 색을 낼 수 있다.

연구팀은 관찰 각도에 따라 구조색이 바뀌는 것을 관찰 각도에 영향을 받지 않고 색상이 일정하게 유지되는 필름 형태의 나노 패턴을 개발했다. 관찰 각도를 모르는 상태에서 변형량의 정밀 측정할 수 있고, 스마트폰을 이용해 색상을 수치화하면 정밀 계측이 가능해 기존 구조물 측정과 모니터링 과정을 패치 부착으로 단순화할 수 있다.

연구팀은 인공지능으로 색상변화 이미지를 학습해 위험 여부를 판별하는 모니터링 솔루션도 확보했다. 스마트폰 앱이나 드론, 로봇, CCTV 등에 나노 패턴 센서를 적용하면 기존에 측정이 어려웠던 건축물과 구조물의 손상 및 위험 여부도 판별할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 특정 조건에서만 모양이 나타나는 필름으로도 제작할 수 있어 위조방지와 보안용 필름으로 활용이 가능하다.

윤재성 기계연 박사는 "필름형 나노광학 센서기술을 활용하면 건축물과 시설물의 노후화를 간편하게 진단할 수 있다"며 "관련 분야 기업을 대상으로 기술이전을 추진해 상용화에 노력하겠다"고 말했다. 이 연구결과는 미국 화학회의 '어플라이드 나노 머터리얼즈' 표지논문과 영국왕립화학회의 '나노스케일 어드밴스드'에 각각 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr