신소재공학부 임원빈 교수팀이 최근에 환경 변화에 반응하여 물리적 또는 화학적 특성을 변경할 수 있는 스마트 소재의 새로운 형태를 개발하였다. 스마트 소재는 주변 환경의 변화를 감지하고, 해당 변화에 따라 물리적 또는 화학적 특성을 자동으로 조절할 수 있는 소재를 말한다. 임원빈 교수 연구팀은 낮은 에너지의 광원으로 높은 에너지의 광을 방출하는 상향변환 발광소재를 이용하여 스마트 발광소재를 개발하였다.

기존 상향변환 발광소재는 습도 변화에 따른 발광 색상의 변화가 크지 않아 보안 및 환경 모니터링 분야에 부적합했다. 그러나 임원빈 교수팀이 개발한 신규 샹향변환 스마트 발광소재는 습도에 노출될 경우 발광 색상이 눈에 띄게 녹색에서 빨간색으로 변하는 특성을 가진다. 이러한 색상 변화는 분광계 없이도 눈으로 쉽게 구별할 수 있어, 이 소재를 환경 모니터링, 위조 방지, 군사 보안 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

임원빈 교수 연구팀은 해당 연구에서는 신규 상향변환 스마트 발광소재의 제조 방법과 더불어 수분감지 및 정보보안 등 다양한 응용 분야에서의 활용 방안을 제시하였다. 해당 소재의 습도에 의한 발광색상 변화는 식품 및 농업 분야에서의 환경 모니터링, 위조 방지를 위한 화폐나 신분증 카드의 제조, 그리고 군사 보안 분야 등에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단이 추진하는 나노·미래소재원천기술개발사업(소재혁신선도 프로젝트), 나노 및 소재 기술개발사업(선도형), 우수연구자교류지원사업(BrainLink)의 지원으로 수행됐다.

해당 연구결과는 국제 저명 학술지 Advanced Materials(JCR 2022, IF=29)에 7월 3일에 게재되었으며, 신소재공학과 석박통합과정 한주형 학생과 Samanta Tuhin 박사 후 연구원이 1저자로 참여하였다.

임원빈 교수