카멜레온처럼 자유자재로 색 변화…'RGB 한계' 넘은 나노기술

최수석 포항공대 교수, 9월 대한민국 과학기술인상 수상

카이랄 나노소재 기반 다중 컬러 가변 기술.(과기정통부 제공)

(서울=뉴스1) 나연준 기자 = 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 나선형 카이랄 나노구조를 정밀 제어해 가시광 전 영역의 색 파장을 직접 구현하는 기술을 개발한 최수석 포항공과대학교 전자전기공학과 교수를 대한민국 과학기술인상 9월 수상자로 선정했다고 2일 밝혔다.

현재 디스플레이와 이미지센서는 주로 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)을 조합(RGB)해 색을 표현한다. 그러나, RGB 방식은 구조가 복잡하고 자연의 다양한 색·파장을 직접 구현하거나 연속적으로 바꾸기 어려운 한계가 있다.

최 교수는 나비나 카멜레온 같은 생명체가 색소 없이도 나노구조를 스스로 형성해 다양한 구조색을 만들어 내는 것에서 착안해, 복잡한 나노공정 없이도 나노 분자 회전 길이를 조절하여 원하는 색과 파장을 직접 만들고 제어할 수 있는 카이랄 나노구조체를 형성했다.

최 교수는 스트레쳐블 광전자 소자기술을 도입해 카멜레온처럼 늘어나는 방향과 정도에 따라 색이 변하는 인공전자피부(Photonic E-Skin)를 구현, 단순히 색이 변하는 소재를 넘어 변형을 색으로 직접 읽고 분석할 수 있는 기술로 발전시켰다.

또한 전기적으로 나노구조의 주기를 조절해 원하는 색을 선택적으로 구현하는 저전압(2V) 가변 컬러필터와 가시광 영역의 색을 바꿀 수 있는 색파장 가변 레이저(Color Tunable LASER)도 개발하였다.

해당 성과는 국제학술지 어드밴스드 매터리얼즈(Advanced Materials), 어드밴스드 옵티칼 매터리얼즈(Advanced Optical Materials), 레이저앤 포토닉스리뷰(Laser & Photonics Review) 등에 2023년 8월 및 2026년 3월 각각 표지논문으로 선정됐다.

최 교수는 "디스플레이와 이미지센서 분야에서 완벽히 풀지 못한 오랜 과제 중 하나는 '자연의 색을 얼마나 정확하고 풍부하게 구현하느냐'였다"며 "이번 연구는 가시광 전 영역의 색과 파장을 생성·변환할 수 있는 카이랄 나노구조를 개발해 기존 RGB 혼색 한계를 극복했다는 점에서 의미가 깊다"고 말했다.

이어 최 교수는 "이러한 제어 기술은 디스플레이를 넘어 레이저, 센싱, 편광, 광정보처리와 광학 연산까지 확장될 수 있다"며 "향후 차세대 디스플레이, 광반도체, AR, 홀로그램 등 다양한 광전자 분야로 도전적인 연구를 이어가겠다"고 밝혔다.

yjra@news1.kr