적외선을 가시광선으로 변환…열화상카메라·바이오센서 활용 가능
(서울=연합뉴스) 정윤주 기자 = 한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 눈에 보이지 않는 적외선을 눈에 보이도록 하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
KIST 나노포토닉스연구센터 권석준 박사팀은 24일 경희대학교 응용화학과 고두현 교수와 공동 연구를 통해 근적외선을 가시광선으로 파장을 변환 시켜 시각화할 수 있는 '다기능성 광필름'을 개발했다고 밝혔다.
적외선을 가시광선으로 변환하면 빛에 담긴 데이터를 볼 수 있고, 활용도가 높아 열화상 카메라나 바이오 센서 등 다양한 장비에 사용된다.
특히 자외선은 에너지가 커 가시광선으로 쉽게 바꿀 수 있지만, 근적외선은 에너지가 낮고, 가시광선으로 변환할 때 효율성이 낮다는 문제가 있었다.
이에 KIST 연구진은 구체 형태로 만든 산화 실리콘(실리카) 표면에 파장 변환 나노 물질과 금속 구조체를 형성했다. 실리카는 일종의 돋보기 역할을 해 다른 재료보다 근적외선을 더 오래 가둬둘 수 있다.
연구진은 실리카 산화 실리카를 바둑판 모양으로 배열하고 동시에 근적외선을 흡수하고 가시광선을 방출해 근적외선을 가시광선으로 변환시켰다.
이 구조에서는 근적외선-가시광선 파장 변환 효율이 기존 대비 1천배 가까이 증폭한다고 연구진은 설명했다.
특히 연구진이 개발한 실리카 마이크로 구체 격자 배열은 투명 필름에 쉽게 옮길 수 있고, 그 필름을 접거나 구부러뜨리거나 세제로 세탁해도 파장이 바뀐 빛의 세기가 그대로였다.
KIST 권석준 박사는 "현재 적외선을 활용한 센서는 한 종류 데이터만 수집할 수 있지만, 이 기술을 활용하면 다양한 종류의 데이터를 한 번에 수집할 수 있다"며 "접기나 다른 필름으로의 전사 용이성 등 다양한 장점이 있어 폴더블 기기나 웨어러블 센서 등에 응용될 수 있다"고 말했다.
이번 연구 결과는 재료 공학 분야 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)' 최신 호에 게재됐다.
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