단국대, 전기장 이용 형광변환기술 개발…‘위조방지 활용’

[이데일리 신하영 기자] 단국대 연구팀이 전기장을 사용해 실온에서도 형광색을 자유롭게 바꿀 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

왼쪽부터 박성원 박사과정생, 조병기 교수, 변재덕 박사(사진=단국대 제공)

단국대는 조병기 화학과 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀다고 18일 밝혔다. 이번 연구에는 박성원 박사과정생이 1저자로, 변재덕 박사가 공동 1저자로 참여했으며 조 교수가 교신저자를 맡았다. 연구 결과는 국제 저명학술지(Communication)에 게재됐다.

색 변환 형광 소재는 주로 △위조 방지 잉크 △센서 △정보저장 소자 등에 사용된다. 색 변환을 위해서는 기계적 자극으로 압력을 가하고 열처리를 통해 색을 원래대로 되돌리는 과정이 필수적이다. 색 변환에 활용되는 유기형광체는 다형체 결정 구조에 따라 형광색이 변화하는데 다형체 구조를 변경시키기 위해서는 열처리 과정을 거쳐야 한다. 다만 열처리 과정은 시간이 오래 걸리고 많은 에너지가 필요해 정보 표기 공정에는 활용하기 어렵다.

조병기 교수팀은 전기장을 이용해 실온에서도 녹색과 청색으로 변화가 가능한 형광색 변환 기술을 세계 최초로 개발했다. 십여 분 이상 걸리는 열처리 과정에 비해 전기장 인가 방법은 1분 이내의 짧은 시간에 형광색 변환이 가능하다.

해당 기술은 실온에서 글자를 자유자재로 쓰고 지울 수 있는 기술이다. 변환 후에는 외부 전원이 필요하지 않기에 전력이 필요한 LED 간판을 대체할 수 있다. 지금은 수정이 불가능한 형광 안내 표지판도 대체가 가능하다. 이번 연구는 한국연구재단 개인기초연구사업 지원을 받아 수행했다.

조병기 교수는 “전기장을 이용한 형광체 색 변화는 기존에 없던 새로운 접근법”이라며 “실온에서 다형체간의 형광색 변환을 통해 에너지 소비와 처리 방법을 혁신적으로 단축했다”고 설명했다.