[논문] 실시간 컬러 디스플레이를 위한 나노구조 기술의 획기적인 발전

UNIST 에너지 및 화학공학부 구강희 교수 연구팀이 나노 구조의 변화를 통해 실시간으로 색상과 형태를 표현할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 스마트 폴리머 입자를 비롯한 다양한 분야에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

활용 블록 공중합체연구팀은 나비 날개와 새 깃털에서 관찰되는 자연 현상을 모방해 대규모 광결정 구조의 자기조립을 달성했다. 나노구조의 모양과 방향을 반영해 생동감 넘치는 색상과 복잡한 패턴을 실시간으로 시각화하는 기술이다. 종이는 출판됨 일지에서 ACS나노.

두 개 이상의 서로 다른 단량체가 블록 모양으로 공유 결합된 블록 공중합체는 비혼합 액체 방울을 사용하여 상 분리를 유도하기 위해 전략적으로 사용되었습니다. 구 교수는 “블록 공중합체의 자율적 조직을 통해 수백 개의 무결점 광결정 구조를 생성해 외부 조작이 필요 없게 됐다”며 이번 성과의 의의를 강조했다.

기존 방식과 차별화되는 이 최첨단 기술은 내부 나노 구조를 활용하여 선명하고 오래 지속되며 지속 가능한 색상을 만들어냅니다. 또한, 넓은 영역을 효율적으로 패턴화하는 능력을 통해 디스플레이 기술에서의 향상된 적용 가능성이 분명합니다.

핵심 혁신은 외부 환경의 변화에 ​​반응하여 입자 내 미세 구조의 크기를 동적으로 조정할 수 있는 폴리머를 사용하는 데 있습니다. 폴리스티렌-폴리비닐피리딘(PS-b-P2VP) 블록 공중합체의 고유한 특성을 활용하여 입자의 구조, 모양 및 색상을 맞춤화하고 환경 변화에도 불구하고 원래 상태로 되돌릴 수 있습니다.

구조 변화를 실시간으로 모니터링한 결과, 미세 나노구조의 크기와 색상이 알코올 농도나 pH 값의 변동에 적응하는 것으로 나타났습니다. 특히, 이 기술을 통해 생산된 입자는 고체와 액체의 측면을 결합하여 유체 진동을 시각화하고 동적으로 변경하는 혁신적인 “아이스크림 콘” 모양 구조를 나타냅니다. 모양 그리고 색상 외부 자극에 반응하여.

구 교수는 “이번 연구는 콜로이드 결정 구조 및 패턴 형성과 관련된 복잡한 공정 조건을 간소화하여 자가 조립 광학 입자를 생성할 수 있는 길을 열었다”며 “다양한 산업 전반에 걸쳐 스마트 페인트 및 폴리머 입자에 이 기술을 실용적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. “