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해외동향기술

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자기장을 가하면 색상이 변하는 새로운 재료 ndsl 상세보기

과학기술분류

재료

저자

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

키워드

1. 자기장; 나노기둥; 색상; 네온 테트라 2. magnetic field; nanocolumn; color; neon tetra fish

등록일

20190321

NDSL OPENAPI

초록
미국 노스캐롤라이나 주립대학(North Carolina State University)의 연구진은 열대어인 네온테트라(neon tetra fish)의 번쩍이는 색에서 영감을 얻어서 나노구조로 된 기둥의 방향을 조절함으로써 재료의 색상을 변화시킬 수 있는 기술을 개발했다. 네온테트라는 피부 속의 매우 작은 혈소판 각도를 변화시킴으로써 밝은 색 줄무늬를 변화시킬 수 있다. 이번 연구진은 자기장을 사용해서 나노기둥의 배열 방향을 변화시켜 색상을 바꾸었다. 색상을 바꾸는 재료는 4 개의 층으로 구성되었다. 실리콘 기판은 산화철 나노입자가 삽입된 폴리머로 코팅되었다. 폴리머는 마이크론 넓이의 받침대가 규칙적으로 배열되어 있고, 이것은 레고 블록과 유사하다. 중간층은 자유롭게 부유하는 산화철 나노입자가 포함된 수용액이 존재한다. 이 용액은 투명 폴리머 덮개로 고정되어 있다. 기판 아래에 수직 자기장을 가하면 기둥으로 부유하는 나노입자를 끌어당겨서 받침대 위에 정렬한다. 자기장의 방향을 변경함으로써 나노입자 기둥의 방향을 변화시킬 수 있다. 기둥의 각도가 변경되면 재료에 의해서 반사되는 빛의 파장이 바뀐다. 결국, 재료의 색상이 변하게 된다. 이 재료는 짙은 녹색에서 네온 옐로우(neon yellow)까지 다양한 색상으로 변화될 수 있다. 폴리머 기판의 받침대 배열을 조절하면 재료의 기준 색상을 변화시킬 수 있다. 다음 연구는 색의 순도를 향상시키기 위해서 기둥 배열을 미세하게 조정하는 것이 될 것이다. 향후에는 더 많은 색상 변화를 가능하도록 새로운 전자석을 개발해야 할 것이다. 이 기술은 반사형 디스플레이부터 동적 위장(僞裝)까지 다양한 분야에 적용될 수 있을 것이다. 이 연구결과는 저널 ACS NANO에 “Magnetically Actuated Dynamic Iridescence Inspired by the Neon Tetra” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acsnano.9b00822).