인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교(총장 최재원)는 전기전자공학부 이길주 교수 연구팀이 한국세라믹기술원 김영재 박사 연구팀과 공동으로 색상 조절이 가능한 열 관리 유리를 개발했다고 27일 밝혔습니다.
이번에 개발된 유리는 가시광 영역뿐 아니라 장적외선 ‘대기의 창’ 영역의 반사율까지 조절할 수 있어 복사 냉각 또는 가열 기능을 선택적으로 구현할 수 있습니다.
연구팀은 은의 탈습 현상을 활용해 광학 특성을 조절하는 기술을 도입했으며, 금속-절연체-금속 적층 구조 내 공진 현상을 기반으로 감산혼합 방식의 색상 표현이 가능하다는 점에서 기존 기술과 차별화된다고 설명했습니다.
특히 이번 유리는 별도의 전력 공급 없이 광열 효과만으로 열 관리가 가능하며, 기계적 장치 없이 수증기 증발을 유도할 수 있어 건물 외벽이나 자동차 유리 등 다양한 환경에 활용이 가능합니다.
연구진은 무작위하게 분포된 은 나노입자를 활용해 입사각에 상관없이 일정한 광학 특성을 유지할 수 있도록 했습니다. 이러한 무질서 배열은 빛의 산란 방향성과 간섭 효과를 최소화해 관찰 각도에 관계없이 균일한 색상을 구현하며, 실내외 다양한 관찰 조건에서도 일관된 시각적 품질을 제공합니다.
상부 및 하부 은층은 서로 다른 방식으로 색상과 반사율에 영향을 주며, 어닐링 열처리를 통해 각각 메쉬 구조 또는 나노입자 형태로 조절할 수 있습니다.
연구팀은 유효 매질 이론을 기반으로 하부 은층의 은 부피 비율을 분석하고, CAD 기반 광학 시뮬레이션을 통해 플라즈몬 및 캐비티 공진 현상을 이론적으로 입증했습니다.
이번 연구는 부산대 이길주 교수와 박사과정생 홍미진, 한국세라믹기술원 김영재 박사와 연구원 김선경이 공동 제1저자로 참여했으며, 김정진·김민주·임정미·정익훈 석사과정생도 공동저자로 참여했습니다.
연구 성과는 재료 및 응용과학 분야 국제 저널 '어드밴스드 사이언스' 6월 10일자 온라인판에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 부산대 BK21 FOUR 대학원혁신지원사업의 지원을 받아 수행됐습니다.
