(동양일보 최재기 기자) 코라아텍(한국기술교육대, 총장 김기영) 김상연(사진) 교수팀이 세계 최초로 자체적으로 초점을 바꿀 수 있는 초박막 인공수정체를 개발했다. 코리아텍은 컴퓨터공학부 김상연 교수팀이 최근 초점가변형 초박막 인공수정체를 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.
미래창조과학부 미래융합 파이오니아사업의 하나로 수행한 이 연구에는 김 교수 외에 코리아텍 남병욱 에너지신소재화학공학부 교수, 배진우 버클리 캘리포니아대(UC 버클리) 박사, 신은재·최동수 코리아텍 박사과정 등이 참여했다.
음식물 보관에 사용되는 친환경 성분의 랩에 착안한 김 교수팀은 랩 내에서 분자들이 움직이기 시작하는 온도(유리전이온도)를 떨어뜨려 유연성을 부여하고 전압을 가하면 랩이 변형된다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 변형이 최대화할 수 있도록 조작, 초점이 자동으로 변화되는 800㎛(마이크로미터, 100만 분의 1m) 두께의 초박막 인공수정체를 개발했다.
원하는 대로 형상이 변화, 인체의 눈보다 초점거리를 더욱 다양하게 변화시킬 수 있고 빠른 응답 속도와 저전력 구동이 가능하다. 다량의 분자들이 움직이기 시작하는 온도를 떨어뜨려 유연성을 부여하는 물질인 가소제에 소량의 폴리염화비닐 고분자를 넣어주면 고분자의 얽힘에 의해서 젤(Gel) 상태가 되는 현상을 확인, 전기를 걸어주면 형상이 변화한다는 사실을 밝혀냈다.
김 교수팀은 분자량과 가소제량을 조절, 기계적 물성 혹은 광학·전기적 특성 조절 가능하다는 점을 밝혀 사람의 눈보다 더 넓은 범위의 초점 가변형 인공수정체로 기능한다는 것을 확인했다.
공동 제1저자 신은재 박사과정은 "중력 등 외부환경에서 더 쉽고 경제적으로 광학분야에 이용할 수 있는 원천기술을 개발했다는 데 의미가 있다"고 설명했다.
그는 "이 기술은 인공수정체뿐 아니라 렌즈기술의 새로운 패러다임을 가지고 올 것"이라며 "기존 기술로 구현할 수 없는 초박막형 초점거리 가변렌즈, 홀로그램 등 새로운 연구 분야의 시발점이 될 것"이라고 강조했다.
김 교수는 "초소형 비행로봇에 장착돼 넓은 재난 현장을 빠짐없이 정찰할 수 있다"며 "내시경이나 카테터에 장착하면 통증 없이 기존 내시경으로 보기 힘든 부위까지 몸 안을 더 넓고 정확하게 고화질로 선명하게 관찰할 수 있어 전기전자, 의료, 군사 분야 기술 개발에 도움이 될 것"이라고 전망했다.
'초점 가변형 초박막 렌즈에 적용가능한 고성능 폴리염화비닐 젤'이라는 제목의 이 논문은 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트' 온라인판에 게재됐다.<천안 최재기>