카멜레온(chameleon) 은 빛의 강약과 온도, 감정의 변화 등에 따라 몸의 빛깔이 자유자재로 바뀐다. 이를 통해 상위 포식자로부터 자신을 보호하고 먹이를 효과적으로 사냥하기 위해서다.
사실 카멜레온이 피부 색을 바꾸는 것은 여러가지를 내포한다. 변하는 색은 도마뱀의 물리적이고 심리적인 표현이며, 보통 알려진 것처럼 주변 환경에 맞춘다.
카멜레온의 체색은 의사 전달에서도 중요한 역할을 한다. 빛의 노출과 주위 온도에 반응하여 색이 변하고, 색으로 감정을 표현하기도 한다. 짝에 대한 감정도 카멜레온의 색 변화를 유발한다.
국내외 과학자들은 오랫동안 카멜레온의 피부색 변화하는 원리를 모사해 첨단 기술에 응용하기 위한 연구에 몰입해왔다. 카멜레온이나 문어가 피부색을 자유롭게 변화시키는 원리를 모사한 청색기술로 다양한 물리·기계적 변형을 색변화로 감지할 수 있는 메카노크로믹 센서가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
충남대는 화학과 이재범 교수연구팀이 인장, 굽힘, 눌림 등 다양한 물리·기계적 변형을 색 변화로 감지할 수 있는 메카노크로믹 센서를 개발했다고 13일 밝혔다.
연구팀은 이 제품을 한마디로 가변형 스마트 소재로 전력 없이 무선으로 작동이 가능한 물리 자극 응답형 스트레인 센서라고 팀은 설명했다.
이 교수팀은 선명하면서도 보는 각도에 따라 색이 변하지 않는 비정질 구조색 패턴을 구현하기 위해 자기장 기반 자가조립 기법을 사용해 자성 금속 입자를 쌓고 이를 플렉서블 기판(FPC)으로 전사하는 방식으로 디바이스를 제작했다.
그 결과 외부 변형에 따라 광결정 구조가 변형되면서 빛의 산란 및 흡수 특성이 달라져 청색에서 적색 등으로 뚜렷한 색상 변화를 나타냈다.
이 방법은 기존 구조색 광결정 프린팅 기법보다 간단한 제조 공정에 비용이 저렴하고, 다양한 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다.
이재범 교수는 "신체 관절의 움직임을 측정하는 웨어러블 센서나 건설 구조물 건전도를 모니터링하는 자가 리포팅 페인트 센서, 산술논리연산장치, 정보보안 소재 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
원유광·김정효 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal'에 지난 6일 게재됐다.
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