초소형 인조 겹눈구조 제조방법 개발

카이스트 양승만 교수팀, 나노입자 자기조립 원리 연구 결과

[아시아경제 최장준 기자] 잠자리 등 곤충 눈보다 수 백분의 1 크기로 제조할 수 있는 초소형 인조겹눈구조방법이 개발됐다.
카이스트(KAIST) 양승만 교수팀(생명화학공학과)은 다양한 기능을 가진 나노입자를 제조한 뒤 이들 입자들이 스스로 조립되는 자기조립 원리를 규명하는 연구를 한 결과 이같은 방법을 이끌어 냈다.
지난 20여 년 동안 곤충 눈, 오팔, 나비날개 등 빛 정보를 처리할 수 있는 자연계 존재의 구조를 인공적으로 만들기 위해 각종 연구가 시도돼 왔지만 실용적인 구조를 얻는 데 어려움을 겪었다.
그러나 양 교수팀은 크기가 수십 마이크로미터인 균일한 기름방울을 이용해 실제 곤충 눈 크기의 수백분의 1 상당에 해당하는 초소형 및 균일한 크기와 모양을 가진 인조 겹눈구조를 완성했다.
양 교수팀은 우선 크기가 수백 나노미터인 균일한 유리구슬(낱눈렌즈)을 물속에 분산시킨 후 또다시 크기가 수십 마이크로미터인 균일한 기름방울을 주입해 물-기름-유리구슬 사이의 표면화학적 힘의 균형을 유지시키며 유리구슬이 물과 기름방울 사이의 경계면으로 이동하게 했다.
그 후 물-유리-기름방울의 혼합물을 기판 위에 뿌려서 기름방울이 반구의 돔 모양으로 변형되게 했고, 유리구슬렌즈는 저절로 기름방울 표면 위에 촘촘히 육방밀집구조로 배열하게 됐다.
이 때 자외선을 기름방울에 쪼여 고형화시킴으로써 과거 수십 시간이 필요로 했던 인조 곤충 눈 조립공정을 단지 수분 만에 제조할 수 있도록 했다.
수천개의 미세 렌즈가 장착된 돔 구조의 초소형 인조 곤충 눈은 인간의 눈에 비해 시야 각이 넓고 빛을 모으는 능력도 매우 뛰어나다.
이로 인해 환경의 미세한 변화를 감지할 수 있는 능력이 확대돼 신약 개발을 비롯 극미량의 물질을 인식할 수 있는 초고감도 감지 소자를 필요로 하는 다양한 분야에 응용할 수 있다.

최장준 기자 thispro@asiae.co.kr