향후 초고해상도 스냅샷 초분광이미징 카메라 등에 사용 가능
데이터양 향상으로 암호 해독, 최첨단 디스플레이에도 활용
[대학저널 백두산 기자] 이화여자대학교(총장 김혜숙) 화학·나노과학전공 김동하-현가담 교수 공동연구팀이 고채도 구조색을 구현하여 세계 최고 해상도 기록을 세우고 세계적으로 권위 있는 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 연구 성과를 게재했다.
이번 연구는 ‘Ultrahigh Resolution and Color Gamut with Scattering-Reducing Transmissive Pixels’라는 제목으로 10월 21일 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐으며, 이번 연구는 이준상 연구원과 박지연 석사과정생이 주저자로 참여하고 김동하-현가담 교수가 교신 저자로 연구를 수행했다.
빛을 흡수해 색을 발휘하는 안료나 염료와는 달리, 구조색은 구조로 인한 빛의 간섭현상으로 발생하는 색을 나타낸다. 이러한 구조색은 푸른 새의 깃털과 나비의 날개 등에서 관찰되는 현상으로, 구조의 화학적인 물성이 아닌 광학적인 성질에서 그 메커니즘이 기인된다. 최근 환경오염을 초래하고 사람에게도 해로운 안료와 염료의 대안으로써, 친환경적이며 인체에 무해한 구조색에 대한 관심이 급증하고 있다.
구조색의 구조체 크기는 수백 나노미터 수준의 빛의 파장보다 작아도 색이 발현될 수 있기 때문에 현재 상용화된 최고 해상도의 디스플레이의 화소 보다 그 크기가 수만 배 더 작아질 수 있다. 기존에는 이러한 작은 화소 크기를 구현하기 위해서는 금속 요소를 사용했으나, 이는 빛을 흡수하는 효과를 초래해 색의 채도가 저하되는 문제를 초래했다.
이화여대 김동하-현가담 교수 공동연구진은 구조색 화소의 소형화를 금속의 흡수가 아닌 금속의 산란 억제라는 새로운 메커니즘을 기반으로 구조색 화소 소형화를 실현해 색의 높은 채도를 유지하는 동시에 세계 최고 기록의 해상도 달성에 성공했다.
이번 연구는 향후 일반 카메라의 해상도를 수백 배 뛰어넘는 수준의 초고해상도가 요구되는 스냅샷 초분광이미징 카메라 등에 활용이 가능하다. 스냅샷 초분광이미징은 한 번의 촬영으로 사물의 화학적 성분을 분해할 수 있는 기술이다. 또한, 정보 저장 매체의 데이터양을 크게 향상할 수 있는 기반을 제공해 암호해독, 최첨단 디스플레이 등의 분야에도 적용할 수 있다.
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