광주과학기술원(GIST)은 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수 연구팀이 에메랄드 제비꼬리나비(Papilio Palinurus)의 날개를 모방해 관측 방향에 따라 변화하는 다중이미지 디스플레이 시스템을 개발했다고 20일 밝혔다.
재귀반사란 빛이 어느 방향에서 어느 각도로 들어오더라도 빛을 내는 방향으로 빛을 반사하는 특성으로, 교통안전 표지판과 야간 안전장비 제작 등에 널리 활용되고 있다.
벌새, 딱정벌레, 일부 나비는 무늬와 색상을 통해 효과적으로 의사소통을 하는데 특히 에메랄드 제비꼬리나비의 날개는 여러 겹의 큐티클과 공기가 오목한 구조로 배열되어 있어 선명한 재귀반사 색상 유도가 가능하다.
이런 에메랄드 제비꼬리나비의 날개 구조를 모방하기 위해 기존 연구들은 포토닉 크리스탈과 마이크로 반구 배열이 결합되어 있는 광학 구조 시스템을 주로 사용했다.
하지만 이런 시스템은 제조 과정이 매우 복잡하며 능동적이고 선명한 색상을 구현하는 데 한계가 있다.
연구팀은 단순한 형태인 필름형 금속 층에 다공성 층을 추가해 선명한 무지갯빛 색상을 갖는 재귀반사 플랫폼을 구현했다.
마이크로 오목 구조의 곡률에 의해 점진적인 다공성을 갖는 구조가 증착되며 이로 인한 유효 굴절률 차이는 재귀반사의 특성을 유지하면서 동축 및 비동축을 포함한 다양한 조명 및 관측 조건에서 선명한 무지갯빛 색상을 갖는다.
이번 연구 성과는 박막 증착 방법을 활용해 색을 구현하기 때문에 넓은 확장성을 가지며 다양한 패턴을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
전성일 기자 jsi5636@naver.com