안녕하세요 시제품 개발 전문기업 디자인웨일입니다.
KAIST 생명화학공학과 김신현 교수팀이 한국화학연구원 이수연 박사팀과의 공동 연구를 통해
자연을 모방한 구조색을 맞춤형으로 인쇄하는 기술을 개발했습니다.
오늘은 이러한 '카멜레온'처럼 색 바뀌는 인쇄 기술에 대해 알아보겠습니다.
1.구조색이란?
구조색은 색채에 의존하지 않고 물체의 구조에 의해 나타나는 유채색으로,
일반적인 화학 색소에 의한 색과는 구별됩니다.
구조색은 영롱하고 반짝이는 색감을 가지며,
자연에서 나타나는 수컷 공작새의 깃털이나 카멜레온의 피부, 모르포나비의 날개 등에서 관찰됩니다.
2. '카멜레온'처럼 색 바뀌는 구조색 인쇄 기술
연구팀은 새롭게 형성한 콜로이드 잉크의 인쇄 공정을 통해 단순한 공정으로
정교한 결정 구조 형성과 패턴화가 가능한 기술을 개발했습니다.
서로 다른 잉크를 동시에 사용해도 서로 혼합되지 않도록 설계돼 여러 색상의 패턴을 쉽게 제작할 수 있습니다.
게다가 그래픽의 디자인, 색의 명도와 채도, 기계적 물성, 각도 의존성 등을 자유롭게 맞춤형으로 설계할 수 있습니다.
새롭게 개발된 인쇄 방법은 유리, 금속, 플라스틱 등의 비흡수성 기판뿐만 아니라 천, 종이 등에도 인쇄 가능합니다.
인쇄된 구조색 패턴은 각도에 따라 색이 변하며, 늘리거나 휘어 색이 변하도록 조절할 수 있습니다.
3. 구조색 인쇄 기술원리
기술의 핵심은 콜로이드 잉크의 최적화입니다.
인쇄에 적합하도록 잉크의 물성을 제어하면서
콜로이드 결정 형성이 자발적으로 이루어지게 설계해 우수한 광 특성을 발현할 수 있습니다.
이를 통해 선을 머리카락 굵기 수준의 높은 해상도로 최대 15mm/s의 속도로 인쇄할 수 있습니다.
면의 경우 90%에 달하는 반사도를 달성할 수 있습니다.
4. 구조색 인쇄 기술의 동향
연구팀이 개발한 구조색 인쇄 기술은 화학 색소 대신 콜로이드 입자의 3차원 결정 구조를 이용해 발색하며,
맞춤형으로 제작 가능한 인쇄 공법을 통해
광학 소자, 광학 센서, 위변조방지 소재를 포함한 광범위한 분야에 적용 가능할 것으로 기대됩니다.
오늘은 '카멜레온'처럼 색 바뀌는 인쇄 기술에 대해서 알아봤는데요.
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