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[브릿지경제]코리아텍, 세계 최초 초박막 인공수정체 개발 성공
김상연 교수와 연구진 연구결과 네이쳐 자매지(사이언티픽리포트)에 게재
등록일 : 2017-05-26
조회수 : 45
코리아텍 김상연(컴퓨터공학부) 교수
김상연 코리아텍 교수

김상연 코리아텍 교수(컴퓨터공학부)와 연구팀이 고분자 소재를 이용해 세계 최초 자체적으로 초점을 변화시킬 수 있는 ‘초박막 인공수정체’ 개발에 성공했다.

코리아텍(한기대. 총장 김기영)은 미래창조과학부 미래융합 파이오니아사업(단장 경기욱 박사)의 지원을 통해 진행된 이번 연구가 지난 22일 세계적 권위 논문지인 네이쳐 자매지(사이언티픽리포트)에 게재됐다고 밝혔다.  

김상연 교수와 연구팀은 음식보관 등에 주요 상용되는 랩 내에서 분자들이 움직이기 시작하는 온도(유리전이온도)를 저하시켜 유연성을 부여하고 전압을 가하면 랩이 변형된다는 사실을 밝혀냈다.  

이 사실을 기초로 변형이 최대화할 수 있도록 하여, 초점이 자동으로 변화되는 800마이크로 미터 두께의 초박막 인공수정체를 개발하는데 성공했다.  

초박막 인공수정체
원 안의 동그란 투명 막 ‘초박막 인공수정체’(사진제공:코리아텍)
김 교수가 개발한 인공수정체는 원하는 대로 형상이 변화하며 사람의 눈보다 초점거리를 더욱 다양하게 변화시킬 수 있고 빠른 응답 속도와 저 전력 구동이 가능하다.  

또 연구팀은 다량의 분자들이 움직이기 시작하는 온도 (유리전이온도)를 저하시켜 유연성을 부여하는 물질인 가소제에 소량의 폴리염화비닐 고분자를 넣어주면 고분자의 얽힘에 의해서 젤(Gel) 상태가 되는 현상을 확인하고, 전기를 걸어주면 형상이 변화하는 것을 알아냈다.  

특히, 이 물질은 분자량과 가소제양을 조절해 기계적 물성 및 광학적 전기적 특성이 조절 가능하다는 것을 밝혀냈으며, 광학적 구조연구를 통해 인간 눈보다 더 넓은 범위의 초점 가변형 인공수정체가 되는 것을 확인했다.    

김상연 교수는 초점 가변형 초소형 인공수정체는 일반 로봇 뿐 아니라 초소형 비행 로봇에 장착되어 넓은 재난 현장을 빠짐없이 정찰할 수 있어 활용이 매우 클 것으로 기대했다.

특히 렌즈 크기에 의해서 작아지기 힘든 내시경 혹은 카테터에 장착되면, 통증 없이 기존 내시경으로 보기 힘든 부위까지 몸 안을 더 넓고 정확하게 고화질로 선명하게 관찰할 수 있어 전기전자, 의료, 군사 등 다양한 고분가치 응용분야 기술개발에 기여하거나 활용할 수 있을 것으로 연구의 의의를 설명했다.    

사람의 눈 구조와 초박막 인공수정체 구조
왼쪽 사람 눈의 구조와 오른쪽 연구팀이 개발한 인공수정체를 이용한 생체모방렌즈의 구조로 사람의 눈보다 훨씬 가깝거나 더 멀리, 그리고 다양한 초점으로 물체를 볼 수 있다.(사진제공:코리아텍)
이번 연구의 실무책임을 맡은 공동 제1저자 신은재 박사과정은 “이번 연구성과는 중력 등 외부환경에서도 보다 쉽고 경제적으로 광학분야에 이용할 수 있는 원천 기술을 개발한 것”이라며 “인공수정체 뿐 아니라 렌즈 기술의 새로운 패러다임을 가지고 올 것으로 기대한다”고 설명했다.  

이어 “기존 기술로는 구현할 수 없는 초박막형 초점거리 가변 렌즈, 홀로그램 등 새로운 연구 분야의 시발점이 될 것”이라고 덧붙였다.  

한편, 이번 연구 성과(논문 제목 : High-Performance PVC Gel for Adaptive Micro-Lenses with Variable Focal Length)는 5월 22일 세계적 과학학술지인 네이쳐 자매지(사이언티픽 리포트 Scientific Reports) 온라인판에 게재 됐다.  
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