툭 건드리면 보안용 화면으로...투명도 자유자재 '스마트윈도' 나왔다

2019.08.01 09:16
충격과 열에 의해 투명도를 조절할 수 있는 스마트윈도를 서울대와 한국생산기술연구원 팀이 개발했다. 자외선이나 열에 노출돼도 성능이 줄어들지 않는다. 사이언스 어드밴시스 제공
충격과 열에 의해 투명도를 조절할 수 있는 스마트윈도를 서울대와 한국생산기술연구원 팀이 개발했다. 자외선이나 열에 노출돼도 성능이 줄어들지 않는다. 사이언스 어드밴시스 제공

화면의 투명도를 자유자재로 조절할 수 있는 특수 소재인 ‘스마트윈도’를 국내 연구팀이 개발했다. 햇빛이나 온도 등 주변 환경의 영향을 받지 않아 능동적인 색 제어가 가능한 화면을 제작할 수 있을 것으로 기대된다.


서울대 공대는 고승환 기계홍공공학부 교수와 조현민 연구원, 권진형 한국생산기술연구원 연구원팀이 물리적 충격과 열 에너지를 이용해 투명도를 조절할 수 있는 스마트윈도를 개발했다고 31일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 26일자에 발표됐다.


스마트윈도는 사생활 보호와 예술적 표현에 유리하고, 건물에서 빛을 차단해 에너지 효율을 높이는 데 유용하게 활용된다. 이 때문에 다양한 방식의 스마트윈도가 개발되고 있지만, 대부분 평상시에도 열에너지를 소비하거나, 햇빛이나 외부 기온 변화 등에 예민해 불안정하다는 단점이 있었다.


연구팀은 겨울철에 널리고 쓰이는 휴대용 손난로의 재료이기도 한 아세트산나트륨을 이용해 이 문제를 해결했다. 중학교 화학 시간에 배우는 ‘과포화’ 개념을 도입했다. 아세트산나트륨이 물에 최대 한계 이상으로 녹은 과포화 상태일 때 수용액은 투명한 액체 상태를 유지한다. 하지만 여기에 충격을 가하면 급격히 온도가 약 30도 정도까지 오르며 고체 찌꺼기(염)가 생겨나고, 동시에 결정구조가 변하면서 불투명해진다. 반대로 염을 약 60도 이상까지 가열하면 다시 액체가 되면서 투명해진다. 연구팀은 이 방법으로 외부 자외선이 높은 환경에서도 자유로이 투명 또는 불투명한 스마트윈도를 구현하는 데 성공했다.


고 교수는 “전기 에너지 없이 단순히 충격을 주거나 가열해 투명하거나 불투명한 광학적 특성을 만들어낼 수 있어 단순하고 내구성이 높다”며 “투명하고 유연한 재료로 만들어진 액체 기반 장비로, 휘어진 곳에 적용할 수 있다는 점도 장점”이라고 말했다. 
 

오른쪽 위에 충격을 가하자 급격히 불투명해지는 모습. 8초만에 얼굴 그림이 사라졌다. 온도를 재보면 불투명해짐과 동시에 온도가 약 30도까지 급격히 올라감을 알 수 있다. 여기에서 60도까지 더 올리면 다시 액체 상태로 변하며 투명해진다. 사이언스 어드밴시스 제공
오른쪽 위에 충격을 가하자 급격히 불투명해지는 모습. 8초만에 얼굴 그림이 사라졌다. 온도를 재보면 불투명해짐과 동시에 온도가 약 30도까지 급격히 올라감을 알 수 있다. 여기에서 60도까지 더 올리면 다시 액체 상태로 변하며 투명해진다. 사이언스 어드밴시스 제공

 

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