KPI뉴스 - 포스텍 연구팀, 색·홀로그램·습도감지 한 번에 구현한 차세대 친환경 메타표면 개발

  • 구름많음홍천10.6℃
  • 흐림대구15.3℃
  • 맑음인천16.6℃
  • 흐림안동13.7℃
  • 구름많음부안14.9℃
  • 흐림임실14.1℃
  • 흐림영덕14.8℃
  • 흐림장수12.1℃
  • 흐림장흥16.5℃
  • 구름많음강릉15.1℃
  • 맑음청주16.5℃
  • 흐림밀양15.3℃
  • 맑음서청주12.3℃
  • 흐림해남18.5℃
  • 맑음세종15.1℃
  • 맑음이천12.4℃
  • 흐림전주16.9℃
  • 흐림포항18.8℃
  • 흐림정읍15.6℃
  • 흐림광주17.5℃
  • 흐림영천13.3℃
  • 흐림봉화10.1℃
  • 흐림합천14.5℃
  • 흐림울진15.0℃
  • 흐림고창군18.3℃
  • 흐림목포18.1℃
  • 흐림영광군16.0℃
  • 흐림순창군14.2℃
  • 맑음양평12.9℃
  • 흐림여수19.1℃
  • 흐림남해17.7℃
  • 맑음백령도14.7℃
  • 흐림거제17.6℃
  • 흐림북부산16.6℃
  • 구름많음군산15.9℃
  • 흐림금산13.8℃
  • 흐림북창원17.5℃
  • 비제주20.1℃
  • 흐림김해시17.0℃
  • 흐림광양시18.6℃
  • 흐림고창15.6℃
  • 흐림산청13.7℃
  • 맑음파주9.8℃
  • 흐림고흥18.0℃
  • 흐림강진군17.2℃
  • 맑음철원8.6℃
  • 맑음서산12.5℃
  • 흐림문경12.6℃
  • 흐림통영18.8℃
  • 맑음동두천10.4℃
  • 맑음천안12.7℃
  • 흐림양산시18.7℃
  • 맑음속초13.1℃
  • 흐림경주시13.9℃
  • 흐림의령군13.3℃
  • 구름많음북강릉14.1℃
  • 흐림보성군15.8℃
  • 흐림순천13.4℃
  • 구름많음태백9.0℃
  • 구름많음정선군10.8℃
  • 맑음북춘천9.4℃
  • 구름많음대전16.7℃
  • 맑음홍성12.6℃
  • 흐림성산20.0℃
  • 흐림완도19.4℃
  • 흐림상주13.3℃
  • 흐림남원16.5℃
  • 흐림거창12.7℃
  • 흐림추풍령13.3℃
  • 맑음보령16.2℃
  • 맑음수원16.0℃
  • 흐림진주13.6℃
  • 구름많음충주13.0℃
  • 흐림울산16.4℃
  • 구름많음대관령6.0℃
  • 맑음강화12.1℃
  • 흐림흑산도19.3℃
  • 비서귀포20.1℃
  • 흐림부산19.1℃
  • 맑음인제9.2℃
  • 흐림영주11.4℃
  • 흐림고산18.7℃
  • 흐림창원17.7℃
  • 흐림보은12.6℃
  • 구름많음제천10.6℃
  • 구름많음동해14.2℃
  • 흐림구미14.8℃
  • 구름많음원주13.0℃
  • 흐림청송군11.3℃
  • 흐림의성13.0℃
  • 흐림진도군17.4℃
  • 흐림함양군13.3℃
  • 구름많음부여13.0℃
  • 구름많음영월11.2℃
  • 흐림울릉도18.5℃
  • 맑음춘천10.3℃
  • 맑음서울15.3℃

포스텍 연구팀, 색·홀로그램·습도감지 한 번에 구현한 차세대 친환경 메타표면 개발

장영태 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2026-03-06 09:59:08
"물에 녹는 스마트 라벨"…위조 막고 환경도 살린다
다양한 산업 분야에서 위조 방지·품질 관리에 활용될 것 기대

포스텍은 노준석 교수 연구팀이 친환경 소재로 제작하면서도 위조 방지와 제품 보관 상태 확인이 가능한 '친환경 스마트 보안 라벨' 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

 

▲ 포스텍 기계공학과·화학공학과·전자전기공학과·융합대학원 노준석 교수. [포스텍 제공]

 

이번 연구는 광학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 포토닉스(Advanced Photonics)' 온라인판에 게재됐다.

 

최근 식품, 의약품, 명품 등 다양한 제품에서 위조 방지 기술의 중요성이 커지고 있다. 동시에 플라스틱 폐기물을 줄이기 위한 친환경 포장 기술에 대한 요구도 커지고 있다.

 

그러나 기존 보안 라벨은 단순한 홀로그램 기능에 머무르거나 제작 비용이 상당해 실제 산업 현장에서 널리 사용되기 어려웠다.

 

이러한 한계를 해결할 기술로 주목받고 있는 것이 '메타표면'이다. 메타표면은 나노 규모의 구조를 정교하게 배열해 빛의 색과 방향을 자유롭게 바꾸는 기술이다.

 

쉽게 말해 눈에 보이지 않는 초미세 구조로 '빛을 설계하는 기술'이다. 그러나 메타표면 장치는 만드는 공정이 복잡해 가격 경쟁력이 낮고 친환경 소재로는 빛을 정교하게 제어하기 어렵다는 문제가 있었다.

 

연구팀은 식물의 섬유 성분인 '셀룰로오스'를 가공해 만든 'HPC'에 평균 4~6nm 크기의 이산화티타늄 입자를 섞었다. HPC는 의약품 캡슐이나 식품 첨가제, 화장품 등에 사용될 만큼 안전성이 높은 친환경 소재다.

 

연구팀은 이 입자를 HPC 안에 소재 무게의 약 4분의 3 수준까지 분산시킨 새로운 소재를 개발했다. 이렇게 나노입자가 HPC 내부에 촘촘히 자리 잡으면서 빛을 더 강하게 굴절시키고 정밀하게 조절할 수 있게 되었고 소재 굴절률을 약 1.9까지 끌어올리는 데 성공했다.

 

▲ 친환경 나노 복합체로 구성된 스마트 라벨의 모식도. [포스텍 제공]

 

이 소재로 만든 메타표면은 가시광선 영역에서는 선명한 빨강·초록·파랑 색을 만들어 내고 자외선 영역에서는 홀로그램 이미지를 나타낸다. 사람 눈으로 볼 수 있는 색 정보와 특정 장비에서만 확인되는 보안 정보를 모두 담을 수 있게 된 것이다.

 

연구팀은 QR 코드 안에 서로 다른 홀로그램을 숨겨 세 개의 홀로그램이 동시에 확인될 때만 인증이 가능한 광학 보안 방식도 구현했다.

 

또 다른 특징은 '습도 기록' 기능이다. HPC가 공기 중 습기를 흡수하는 성질을 이용해 상대습도가 80% 이상인 환경에 오래 노출되면 내부 구조가 변형되면서 색과 홀로그램이 사라지도록 설계했다. 제품이 보관 중 습기에 노출됐는지를 눈으로 확인할 수 있게 된 것이다.

 

노준석 교수는 "무엇보다 제작 방식이 간단하다"며 "전자빔으로 구조를 하나씩 새기는 공정이 아니라 마치 도장을 찍듯 한 번에 넓은 면적을 복제하는 나노임프린트 공정을 적용해 플라스틱 필름 위에서도 안정적으로 제작할 수 있어 산업적 활용 가능성이 높다"고 말했다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]