[박계현기자] 국내 연구진이 스스로 빛을 내는 곤충, 반딧불이를 모방해 LED 원천기술을 개발했다.
KAIST(총장 서남표) 바이오및뇌공학과 정기훈 교수가 주도하고 김재준 박사과정 학생(제1저자)이 참여한 연구팀은 반딧불이 발광기관 외피에 있는 나노구조를 모방해 발광효율이 높은 LED 렌즈를 개발했다고 30일 발표했다.
정기훈 교수 연구팀은 반딧불이 생체를 모사한 나노구조로 반사방지 코팅이 필요없는 무반사구조(antireflective structures)의 LED 렌즈를 개발했다.
기존에는 렌즈의 반사를 방지하기 위해 값비싼 반사방지 코팅을 추가로 처리해야 했다.
무반사구조는 빛의 효율을 향상시키기 위한 대표적인 방법이었으나, 평판에만 활용되던 방법으로 LED 렌즈와 같은 곡면에 만드는 것은 많은 어려움이 있었다.
정 교수 연구팀은 3차원 미세몰딩 공정을 활용해 이를 해결했다. 연구팀은 실리콘 산화막 위에 나노입자를 단일 층으로 형성하고 식각공정을 통해 나노구조를 형성했다.
이후 실리콘 산화막으로 구성된 나노구조를 PDMS(폴리다이메틸실록세인, polydimethylsiloxane) 막에 본을 뜨고, 압력차이를 이용해 이 막에 모양을 형성하고 고분자물질을 부어 반딧불이 구조의 렌즈를 완성했다.
이렇게 제작된 LED 조명은 값비싼 반사방지 코팅을 사용하지 않아도 발광효율이 기본 제품과 비슷해, 앞으로 스마트폰·TV·자동차·의료기기·실내외 조명 등에 널리 적용될 것으로 전망된다.
정기훈 교수는 "이 기술은 세계 최초로 생물발광기관을 생체 모사한 기술이라는 것에 의의가 있다"며 "생체모사 기술을 활용한 고효율 LED 렌즈 기술을 통해 기존의 값비싼 무반사코팅을 대신해 저렴하면서도 효율을 극대화할 수 있을 것"이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 미국 국립과학원회보지(PNAS) 10월 29일자 온라인 판에 게재됐다.
박계현기자 kopila@inews24.com
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