인하대학교(총장 조명우)는 박동혁 화학공학과 교수 연구팀이 친환경 셀룰로오스 기반의 인광 광제어 플랫폼을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 기술은 종이의 주성분인 셀룰로오스를 활용해 상온에서 빛의 유지와 이동, 전달을 정밀하게 제어할 수 있도록 한 것이 핵심이다. 기존 유기 발광체가 독성 문제나 복잡한 제작 공정 한계를 안고 있었던 것과 달리, 연구팀은 독성이 낮고 제조가 비교적 간단한 순수 유기 물질을 적용했다.

연구팀은 빛이 꺼진 뒤에도 일정 시간 발광이 지속되는 ‘인광 현상’을 활용해 비접촉 방식으로 상태를 감지하는 센서 기술을 구현했다. 특히 별도의 냉각 없이 상온에서 작동하는 ‘실온 인광’을 구현한 점이 특징이다.

셀룰로오스 기판 위에 분자를 결합해 형성한 미세 구조는 빛의 지속 시간을 늘리고 강도를 높이는 동시에, 빛이 특정 방향으로 이동하도록 제어한다. 빛이 확산되지 않고 일정 경로를 따라 전달되는 구조를 구현한 것이다.

또한 유기 형광체와 결합해 빛의 에너지가 전달되는 메커니즘을 구현함으로써, 밀리초(ms) 단위의 긴 인광 수명을 기반으로 광 특성을 정밀하게 조절할 수 있도록 했다. 이를 통해 표면 상태에 따라 빛의 색과 밝기를 변화시키는 기능을 확보했다.

연구팀은 해당 기술이 색 변환 디스플레이와 고감도 센서 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

이번 연구 성과는 응용 물리 분야 국제 학술지 ‘Applied Physics Reviews’에 게재됐다. 연구는 심봉섭 인하대 교수, 임혜린 경희대 교수 연구팀과 공동으로 수행됐으며, 김석호 버지니아대 박사, 김지연 인하대 박사, 부지영 인하대 석사과정생이 공동 제1저자로 참여했다.