김신현 KAIST 교수 연구팀, '배추절임' 원리 활용…차세대 디스플레이 기술 개발

차세대 디스플레이 소자로 활용 가능한 광결정 제조 기술이 개발됐다.

KAIST는 김신현 생명화학공학과 교수 연구팀이 미국 하버드대와 공동으로 차세대 광학 소재로 주목받는 광결정을 미세 캡슐로 만드는 기술을 개발했다고 19일 발표했다.

광결정은 특정 파장의 빛만 반사하고 나머지는 통과하도록 제어할 수 있어 ‘빛의 반도체’라고도 불린다. 하지만 반사색을 바꾸는 것이 쉽지 않고 제조 공정이 까다로워 상용화하기 어려웠다.

연구팀은 배추를 소금물에 절일 때 활용하는 ‘삼투압현상’을 이용해 광결정 나노입자를 만들었다.

배추를 소금물에 넣으면 배춧잎의 물 분자가 밖으로 나와 부피가 줄어드는 것처럼 나노입자를 담은 미세 물방울이 삼투압 현상에 의해 부피가 줄어들면서 스스로 배열되는 원리를 응용했다.

액체 상태의 광결정을 잉크처럼 캡슐화하고 덩어리 형태가 아닌 머리카락 굵기(약 100㎚) 수준의 미세 캡슐 형태로 제조했다. 고무 재질의 캡슐 막을 적용해 모양도 자유자재로 바꿀 수 있다.

김 교수는 “구부리거나 접을 수 있는 차세대 반사형 컬러 디스플레이 소자와 인체 내로 주입 가능한 바이오센서 등을 구성하는 핵심 광학 소재로 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구 성과는 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 실렸다.

임근호 기자 eigen@hankyung.com