.서울형사변호사 수분을 머금으면 빛이 약해지고 건조 상태에서는 7배 이상 밝아지는 광소재가 개발됐다. 물에 닿으면 숨겨진 정보가 드러나는 암호 기술이나 신체 습도 변화를 감지하는 웨어러블 장치 등 여러 산업에 활용할 기술로 평가된다. 울산과학기술원(UNIST)은 이지석 에너지화학공학과 교수팀과 박정훈 바이오메디컬공학과 교수팀이 수분량에 따라 밝기가 변하는 소프트 광소재를 개발했다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈'에 지난달 20일 게재됐다. 새로운 소재는 기름 방울에 갇힌 '상향변환 나노입자'가 액체를 다량 흡수할 수 있는 고분자 소재인 하이드로겔 돔 안에 박혀 있는 구조다. 상향변환 나노입자는 사람 눈에 보이지 않는 근적외선을 흡수해 가시광선으로 바꾸는 발광 소재다. 기존 나노입자는 근적외선을 충분히 흡수하기 전 대부분 빛이 빠져나가 발광 효율이 낮다. 연구팀은 나노입자를 기름 방울에 담고 하이드로젤 안에 가둬 빛이 기름 방울 사이에서 산란되며 내부에 오래 머무를 수 있도록 설계했다. 그 결과 근적외선 흡수율이 높아져 가시광선 밝기가 약 7배 밝아졌다. 반면 하이드로겔이 수분을 머금으면 기름 방울 사이가 물로 채워지며 산란 정도가 줄어 발광 정도를 낮출 수 있다. 연구팀은 물이 닿으면 숨겨진 근적외선 정보가 나타나는 암호 기술 시연을 통해 개발한 소재의 성능을 확인했다. 상향변환 나노입자로 글자·이모티콘 등을 표현한 뒤 표면에 개발한 하이드로겔 돔을 덮었다. 시연 결과 건조 상태에서는 하이드로겔이 강한 빛을 생성해 근적외선을 비춰도 겔 아래 글자와 그림이 가려져 보이지 않았다. 반대로 물을 머금으면 겔의 빛이 약해져 아래층 이미지가 드러났다. 개발된 소재의 내구성과 응답성도 검증했다. 건조·습윤 과정을 100회 이상 반복해도 밝기 감소 폭은 4% 미만에 그쳤고 물에 닿으면 0.1초 이내에 밝기 변화가 나타나기 시작했다. 이지석 교수는 "나노입자 발광 색상과 하이드로젤 돔 패턴을 자유롭게 설계할 수 있고 제조 공정도 단순해 보안 기술 분야뿐 아니라 웨어러블 센서나 디스플레이 등 다양한 산업으로 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.