사진-(왼쪽부터) GIST 김도은 연구원(박사과정), 정현호 교수, 김규린 연구원(통합과정), 김주환 연구원(통합과정).


광주과학기술원이 북극지역에 서식하는 순록의 눈에서 영감을 받아 빛의 투과도를 조절해 색상을 일정하게 유지하는 능동 나도 광필터를 개발해 눈길을 끌고 있다.

27일 광주과학기술원(GIST)에 따르면 정현호 전기전자컴퓨터공학부교수와 송영민 교수 공동연구팀이 북극 순록의 눈에서 영감을 받아 전기적으로 빛의 투과도를 조절, 외부 빛의 색상에 관계없이 물체의 색상을 일정하게 유지시키는 능동 나노 광필터를 개발했다.

북극의 순록은 계절마다 색상이 변하는 태양 빛에 적응하기 위해 눈 내부에 있는 휘판의 반사도를 조절한다. 이를 통해 계절에 관계없이 물체를 일정한 색으로 볼 수 있는 색상 보정 능력을 갖는다.

연구팀은 금속 나노입자와 전기적으로 동작하는 고분자가 혼합된 구조체를 사용해 전기 신호에 따라 색을 변조할 수 있는 능동 광 제어 기능을 부여했다.

이 소자는 50 나노미터(대략 머리카락 두께의 2천분의 1) 두께만으로 물체의 색상을 보정하는 세계 최초의 필터다.

이번 연구 결과는 카메라 이미지 기반으로 물체를 인지하는 객체 인지 성공률을 높이기 위한 소자로 활용할 수 있으며, 자율주행차에 적용할 경우 낮과 밤(자연광), 터널 운전(인조광) 등 빛 조건이 불규칙하게 변화하는 상황에서 주행하더라도 색상의 왜곡 없이 물체 인지가 가능하다.

제1저자인 김규린 학생은 “이번 연구는 플라즈모닉스를 실제 산업 분야에 적용할 수 있다는 점에서 의미가 있다”며 “특히 복잡한 구조체 없이 수십 나노미터의 얇은 두께로 구현할 수 있어 향후 객체 인지 기술 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

정현호 교수는 “미량의 전압으로 빛의 색을 제어한다는 발상이 관심을 끄는 연구”라고 평하며, “연구실이 앞으로 계속 선보일 많은 흥미로운 연구의 ‘신호탄’으로 봐 달라”고 주문했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래유망융합기술파이오니어사업의 지원을 받았으며, 계기 및 계측(Instruments & Instrumentation) 분야 상위 3% 저널인 ‘마이크로시스템 앤 나노엔지니어링(Microsystems & Nanoengineering)’에 2024년 2월 1일 온라인으로 게재됐다. /김다이 기자

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