광주과학기술원(GIST)은 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수와 한국과학기술원(KAIST) 송영민 교수 공동연구팀이 전압과 빛의 편광 방향을 동시에 이용해 색상을 정밀하게 조절할 수 있는 ‘카이랄(Chiral) 플라즈모닉 전기변색 메타표면’을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 빛의 회전 방향(원형편광)에 따라 색이 달라지는 나선형 금 나노구조와 전기변색 고분자(Polyaniline, PANI)를 결합해, 1볼트(V) 이하의 초저전력으로 가시광 전 영역(약 287나노미터)에 걸친 폭넓은 색상 변화를 구현할 수 있는 것이 특징이다. 전기변색 소자는 전압을 가하면 색이 변하는 원리를 활용해 스마트 윈도우나 저전력 디스플레이에 응용된다. 그러나 기존 기술은 색 변화 폭이 제한적이거나 고전압이 필요해 한 픽셀 내에서 다양한 색을 표현하기 어려웠다. 연구팀은 자연계의 나선형 구조(보석풍뎅이 등)에서 영감을 받아, 빛의 편광 방향에 따라 색이 달라지는 ‘이색성(Dichroism)’ 원리를 전기변색과 결합했다. 금 기반의 나선형 나노구조 위에 전기변색 고분자를 균일하게 코팅해 전압과 편광 변화에 따라 색을 조절할 수 있는 메타표면을 구현했으며, 복잡한 미세가공 없이
헬로티 조상록 기자 | 한국기계연구원(이하 기계연)이 아름다운 색감을 가지면서 오염에도 강한 고부가가치 컬러 유리를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV·Building- integrated Photovoltaics)의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다. 연구팀은 금속나노입자의 플라즈모닉 효과를 이용하여 기존 색 유리 보다 내구성이 강한 빨강, 파랑, 노랑 등 모두 8가지 색상의 컬러 유리를 만들었다. 나노입자의 농도와 코팅 두께에 따라 투과율도 조절할 수 있다. 또한, 유리 표면에 친환경 소재의 발수 실리카입자를 나노구조로 코팅해 오염물을 튕겨내는 자기 세정 기능도 갖췄다. 연구팀은 자기 세정 컬러유리로 만든 3㎾급 태양전지 모듈을 건물 외벽에 설치하고 1년간 시험평가를 실시했다. 운영 결과 기존 태양광 모듈 에너지 효율의 80% 수준에 달하는 안정적인 효율을 확인했다. 현재 상용화된 태양전지에 근접한 효율은 물론 심미성과 자기 세정력을 바탕으로 한 내구성까지 확보한 것이다. 나노입자 합성의 원천 기술뿐만 아니라 이를 1㎡급으로 균일하게 코팅할 수 있는 장비도 개발했다. 나노입자의 균일한 대면적 코팅이 가능한 장비로 유리 뿐
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