KPI뉴스 - 포스텍 연구팀, 색·홀로그램·습도감지 한 번에 구현한 차세대 친환경 메타표면 개발

  • 맑음광주4.8℃
  • 맑음김해시4.2℃
  • 맑음해남4.4℃
  • 맑음포항4.4℃
  • 맑음임실-0.8℃
  • 맑음경주시4.8℃
  • 맑음영덕3.4℃
  • 맑음강진군3.7℃
  • 맑음서울1.0℃
  • 맑음성산8.7℃
  • 맑음서청주-2.4℃
  • 맑음대관령-2.6℃
  • 맑음속초5.4℃
  • 맑음부여-1.6℃
  • 맑음홍천-2.8℃
  • 맑음보은-1.9℃
  • 맑음세종-0.9℃
  • 맑음영주2.8℃
  • 맑음거창0.5℃
  • 맑음밀양2.3℃
  • 맑음군산1.4℃
  • 맑음북창원5.6℃
  • 맑음홍성-0.9℃
  • 맑음장수-2.5℃
  • 맑음북부산2.4℃
  • 맑음파주-4.4℃
  • 맑음장흥0.9℃
  • 맑음순천4.4℃
  • 맑음영월-3.2℃
  • 맑음고흥0.6℃
  • 맑음북춘천-4.3℃
  • 맑음보성군4.9℃
  • 맑음대구3.7℃
  • 맑음청송군-4.2℃
  • 맑음백령도6.2℃
  • 맑음진주2.2℃
  • 구름많음흑산도11.1℃
  • 맑음부산5.8℃
  • 맑음목포6.4℃
  • 맑음영광군2.5℃
  • 맑음철원-4.5℃
  • 맑음제천-3.4℃
  • 맑음합천-0.6℃
  • 맑음진도군6.8℃
  • 맑음대전0.2℃
  • 맑음강화-0.7℃
  • 맑음인제-2.4℃
  • 맑음울진2.0℃
  • 맑음함양군5.8℃
  • 맑음고산10.9℃
  • 맑음정읍0.8℃
  • 맑음남원-1.0℃
  • 맑음보령1.5℃
  • 맑음서귀포9.7℃
  • 맑음부안1.5℃
  • 맑음의성-3.4℃
  • 맑음북강릉5.5℃
  • 맑음춘천-3.7℃
  • 맑음광양시3.7℃
  • 맑음순창군-0.4℃
  • 맑음양산시6.0℃
  • 맑음충주-2.4℃
  • 맑음봉화-4.3℃
  • 맑음수원0.9℃
  • 맑음서산2.6℃
  • 맑음완도6.4℃
  • 맑음원주-1.8℃
  • 맑음청주2.2℃
  • 맑음고창2.8℃
  • 맑음남해4.9℃
  • 맑음산청5.5℃
  • 맑음안동-0.5℃
  • 맑음영천0.2℃
  • 맑음제주10.9℃
  • 맑음정선군-2.3℃
  • 맑음여수6.4℃
  • 맑음구미3.4℃
  • 맑음이천-2.2℃
  • 맑음전주1.8℃
  • 맑음태백-1.0℃
  • 맑음울릉도7.1℃
  • 맑음천안-1.7℃
  • 맑음의령군-2.3℃
  • 맑음인천3.4℃
  • 맑음동두천-1.8℃
  • 맑음추풍령2.4℃
  • 맑음동해5.4℃
  • 맑음문경2.3℃
  • 맑음양평-1.2℃
  • 맑음거제6.2℃
  • 맑음금산-1.9℃
  • 맑음통영4.4℃
  • 맑음울산3.7℃
  • 맑음고창군1.6℃
  • 맑음강릉4.6℃
  • 맑음상주3.0℃
  • 맑음창원5.5℃

포스텍 연구팀, 색·홀로그램·습도감지 한 번에 구현한 차세대 친환경 메타표면 개발

장영태 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2026-03-06 09:59:08
"물에 녹는 스마트 라벨"…위조 막고 환경도 살린다
다양한 산업 분야에서 위조 방지·품질 관리에 활용될 것 기대

포스텍은 노준석 교수 연구팀이 친환경 소재로 제작하면서도 위조 방지와 제품 보관 상태 확인이 가능한 '친환경 스마트 보안 라벨' 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

 

▲ 포스텍 기계공학과·화학공학과·전자전기공학과·융합대학원 노준석 교수. [포스텍 제공]

 

이번 연구는 광학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 포토닉스(Advanced Photonics)' 온라인판에 게재됐다.

 

최근 식품, 의약품, 명품 등 다양한 제품에서 위조 방지 기술의 중요성이 커지고 있다. 동시에 플라스틱 폐기물을 줄이기 위한 친환경 포장 기술에 대한 요구도 커지고 있다.

 

그러나 기존 보안 라벨은 단순한 홀로그램 기능에 머무르거나 제작 비용이 상당해 실제 산업 현장에서 널리 사용되기 어려웠다.

 

이러한 한계를 해결할 기술로 주목받고 있는 것이 '메타표면'이다. 메타표면은 나노 규모의 구조를 정교하게 배열해 빛의 색과 방향을 자유롭게 바꾸는 기술이다.

 

쉽게 말해 눈에 보이지 않는 초미세 구조로 '빛을 설계하는 기술'이다. 그러나 메타표면 장치는 만드는 공정이 복잡해 가격 경쟁력이 낮고 친환경 소재로는 빛을 정교하게 제어하기 어렵다는 문제가 있었다.

 

연구팀은 식물의 섬유 성분인 '셀룰로오스'를 가공해 만든 'HPC'에 평균 4~6nm 크기의 이산화티타늄 입자를 섞었다. HPC는 의약품 캡슐이나 식품 첨가제, 화장품 등에 사용될 만큼 안전성이 높은 친환경 소재다.

 

연구팀은 이 입자를 HPC 안에 소재 무게의 약 4분의 3 수준까지 분산시킨 새로운 소재를 개발했다. 이렇게 나노입자가 HPC 내부에 촘촘히 자리 잡으면서 빛을 더 강하게 굴절시키고 정밀하게 조절할 수 있게 되었고 소재 굴절률을 약 1.9까지 끌어올리는 데 성공했다.

 

▲ 친환경 나노 복합체로 구성된 스마트 라벨의 모식도. [포스텍 제공]

 

이 소재로 만든 메타표면은 가시광선 영역에서는 선명한 빨강·초록·파랑 색을 만들어 내고 자외선 영역에서는 홀로그램 이미지를 나타낸다. 사람 눈으로 볼 수 있는 색 정보와 특정 장비에서만 확인되는 보안 정보를 모두 담을 수 있게 된 것이다.

 

연구팀은 QR 코드 안에 서로 다른 홀로그램을 숨겨 세 개의 홀로그램이 동시에 확인될 때만 인증이 가능한 광학 보안 방식도 구현했다.

 

또 다른 특징은 '습도 기록' 기능이다. HPC가 공기 중 습기를 흡수하는 성질을 이용해 상대습도가 80% 이상인 환경에 오래 노출되면 내부 구조가 변형되면서 색과 홀로그램이 사라지도록 설계했다. 제품이 보관 중 습기에 노출됐는지를 눈으로 확인할 수 있게 된 것이다.

 

노준석 교수는 "무엇보다 제작 방식이 간단하다"며 "전자빔으로 구조를 하나씩 새기는 공정이 아니라 마치 도장을 찍듯 한 번에 넓은 면적을 복제하는 나노임프린트 공정을 적용해 플라스틱 필름 위에서도 안정적으로 제작할 수 있어 산업적 활용 가능성이 높다"고 말했다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]