“손전지 하나로 홀로그램 숨기고 찾는다”

노준석 교수. /포항공과대학교 제공

포항공과대학교는 노준석 기계공학과·화학공학과·전기전자공학과·융합대학원 교수팀이 머리카락보다 수천 배 얇은 메타표면을 이용해 손전지 하나 정도의 아주 작은 전기만으로 정보를 완벽하게 숨기고 꺼낼 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

메타표면(metasurfaces)은 자연에 존재하지 않는 특별한 성질을 가진 인공 소재로 나노미터(10억분의 1미터) 수준의 극미세 구조를 정밀하게 배열해 만들어진다. 또 빛의 방향과 세기, 위상(파동의 단계)을 마음대로 조절할 수 있다. 하지만 이 메타표면은 한 번 만들면 기능을 바꿀 수 없고 저장할 수 있는 정보량도 제한적이라는 한계가 있다.

 

연구팀은 왼손과 오른손처럼 거울상 관계에 있는 구조로 빛의 편광(진동 방향)에 따라 다른 반응을 보이는 ‘손대칭 구조’를 설계하고 ‘전도성 고분자’를 유전체층으로 사용했다. 이 물질은 전기 신호에 민감하게 반응하면서 매우 적은 전력으로 작동하는데 금속-유전체-금속의 3층 구조로 만들어져 전기적 신호와 빛의 편광 모두 동시에 반응할 수 있다.

연구팀은 개발한 메타표면으로 실제 암호화 실험을 진행, 그 결과 메타표면 하나에 두 개의 서로 다른 홀로그램 이미지를 저장하고 빛의 편광 방향과 전기 신호를 조합해 원하는 이미지만 선택적으로 불러내는 데 성공했다.

노준석 교수는 “이 기술은 위조 불가능한 홀로그래픽 보안 라벨, 신분증이나 화폐의 위조 방지 기술부터 차세대 3D 디스플레이, 증강현실 기기, 그리고 더 많은 정보를 동시에 전송할 수 있는 다중 채널 광통신 시스템까지 다양한 분야에 혁신을 가져올 것”이라고 설명했다.

 

이번 연구는 재료과학과 응용 물리 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 지난 3일 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]