KAIST, 초 고굴절 투명플라스틱 필름 개발
KAIST, 초 고굴절 투명플라스틱 필름 개발
  • 이성현 기자
  • 승인 2020.07.14 13:00
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서울대·경희대와 공동연구...기존 소재보다 굴절률·투명도 대폭 개선

한국과학기술원(KAIST)이 초 고굴절 투명플라스틱 필름 개발에 성공했다.

기체 상태 황을 공중합해 고굴절 박막을 제조하는 방법의 모식도
기체 상태 황을 공중합해 고굴절 박막을 제조하는 방법의 모식도

KAIST는 14일 생명화학공학과 임성갑 교수 연구팀이 서울대 차국헌, 경희대 임지우 교수 연구팀과 공동연구를 통해 단 한 차례 증착 반응을 이용해 1.9 이상 고굴절률을 갖는 투명 플라스틱 필름 제조 기술을 개발했다고 밝혔다.

굴절률은 진공상태에서 빛의 속도와 어떤 물질에서의 빛의 속도의 비율을 뜻한다. 빛이 물질을 통과할 때 꺾이는 정도를 나타낸다.

최근에는 모바일 기기 및 이미지 처리 등에 사용되는 등 고굴절률 투명 소재 수요가 급격히 늘어나고 있다.

연구팀은 원소상태의 황이 승화한다는 점을 이용해 기화된 황을 다양한 물질과 중합하는 방법을 적용해 고굴절 고분자를 제조했다.

이 방법을 통해 지나치게 긴 황-황 사슬의 형성을 억제하는 한편, 높은 황 함량에서도 우수한 열 안정성과 동시에 가시광선 전 영역에서 투명한 비결정성 고분자를 만들었다.

KAIST 임성갑 교수(왼쪽 두번째) 연구팀
KAIST 임성갑 교수(왼쪽 두번째) 연구팀

또한 연구팀은 기상 반응의 특성 때문에 실리콘 웨이퍼나 유리 기판뿐만 아니라, 미세 요철 구조가 있는 다양한 표면에도 표면 형상 그대로 고굴절 박막을 코팅할 수 있다는 점과 함께 1.9 이상의 굴절률을 갖는 고분자를 세계 최초로 구현하는데 성공했다.

임지우 교수는 "기체 상태의 황을 고분자 제조에 이용한다는 발상의 전환이 초 고굴절, 고 투명성 고분자 박막 제조기술의 원천이 됐다ˮ며 "향후 고굴절 소재뿐만 아니라 평면 렌즈, 메타 렌즈 등으로 대표되는 차세대 초경량 광학 소재를 구현하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다ˮ고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 글로벌프론티어사업(나노 기반 소프트 일렉트로닉스 연구단) 및 선도연구센터 지원사업(웨어러블 플랫폼 소재 기술센터), 그리고 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 생명화학공학과 김도흥 박사와 장원태 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제적인 학술지 `사이언스 어드밴스(Science Advances)' 온라인판에 게재됐다.


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