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