분자 배열 조절해 광열 특성 제어…센서·광학 보안 응용 가능
국내 연구진이 분자의 배열 방향을 조절해 빛을 열로 바꾸는 정도를 달리할 수 있는 기능성 소재를 개발했다.
전북대학교는 정광운 고분자나노공학과 교수 연구팀이 빛의 방향과 편광 상태에 따라 서로 다른 열 반응을 보이는 분자 소재를 개발했다고 13일 밝혔다.
연구팀은 빛에 반응하는 아조벤젠 계열 물질에 새로운 분자 구조를 더한 뒤, 분자들이 일정한 방향으로 정렬되도록 설계했다. 이후 분자 배열 방향에 따라 빛을 흡수하고 이를 열에너지로 바꾸는 특성이 어떻게 달라지는지 분석했다.
그 결과 같은 소재라도 분자가 정렬된 방향과 빛이 들어오는 조건에 따라 빛 흡수량과 열 발생 정도가 달라지는 것으로 나타났다.
연구팀은 이를 통해 소재의 화학적 구조뿐 아니라 분자들이 모여 있는 배열까지 함께 조절하면 빛과 열에 대한 반응을 보다 정밀하게 설계할 수 있음을 확인했다.
이 같은 특성은 빛의 방향이나 편광 정보를 구분해야 하는 광센서나 보안 소재, 광학소자 등에 활용될 가능성이 있다. 다만 이번 연구는 소재 수준에서 특성을 확인한 단계로 실제 소자 적용과 성능 검증은 추가 연구가 필요하다.
연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘Advanced Materials’ 9월호 표지논문으로 게재됐다.
이번 연구는 한국연구재단 한-대만 공동연구사업과 북대서양조약기구(NATO) 과학평화안보 프로그램의 지원을 받아 수행됐다.
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