201712.15
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코리아텍 김상연(컴퓨터공학부) 교수 세계 최초 ‘초점가변형 초박막 인공수정체’ 개발
22일(월) 세계적 권위 논문지인 네이쳐 자매지(사이언티픽리포트)에 게재 ‘렌즈기술 새 패러다임’...비행 로봇, 의료, 군사장비 등 활용 기대

코리아텍 ( 한국기술교육대학교 , 총장 김기영 ) 김상연 교수 ( 컴퓨터공학부 ) 와 연구팀 ( 남병욱 에너지신소재화학공학부 교수 , 배진우 버클리대학교 박사 , 신은재 최동수 코리아텍 박사과정 등 ) 이 미래창조과학부 미래융합 파이오니아사업 ( 단장 경기욱 박사 ) 의 지원을 통해 , 고분자 소재를 이용하여 세계 최초로 자체적으로 초점을 변화시킬 수 있는 초박막 인공수정체 개발에 성공 했다 .

김상연 교수 (46 ) 연구팀이 주목한 물질은 집에서 음식물 보관 등에 주로 사용하고 있는 친환경 물질인 랩이었다 .

김상연 교수 연 구팀은 랩 내에서 분자들이 움직이기 시작하는 온도 ( 유리전이온도 ) 를 저하시켜 유연성을 부여하고 전압을 가하면 랩이 변형된다는 사실을 밝혀내고 변형이 최대화할 수 있도록 하여 , 초점이 자동으로 변화되는 800 마이크로미터 두께의 초박막 인공수정체를 개발했다 .( 아래 그림 - 원 안의 동그란 투명 막이 초박막 인공수정체 / 잘게 나누어 활용 가능 )

김상연 교수와 연구팀이 개발한 인공수정체는 원하는 대로 형상이 변화하며 사람의 눈보다 초점거리를 더욱 다양하게 변화시킬 수 있고 빠른 응답 속도와 저 전력 구동 이 가능하다 .

위의 왼쪽 그림은 사람 눈의 구조이며 , 오른쪽의 그림은 연구팀이 개발한 인공수정체를 이용한 생체모방렌즈의 구조이다 .( 사람의 눈보다 훨씬 가깝거나 더 멀리 , 그리고 다양한 초점으로 물체를 볼 수 있다 )

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 조절하여 기계적 물성 및 광학적 전기적 특성이 조절 가능하다는 것을 밝혀냈으며 , 광학적 구조연구를 통해 인간 눈보다 더 넓은 범위의 초점 가변형 인공수정체가 되는 것을 확인 하였다 .

본 연구의 실무책임을 맡은 공동 제 1 저자 신은재 박사과정은 이번 연구성과는 중력 등 외부환경에서도 보다 쉽고 경제적으로 광학분야에 이용할 수 있는 원천 기술을 개발 한 것 이라며 인공수정체 뿐 아니라 렌즈 기술의 새로운 패러다임 을 가지고 올 것이며 , 기존 기술로는 구현할 수 없는 초박막형 초점거리 가변 렌즈 , 홀로그램 등 새로운 연구 분야의 시발점 이 될 것 " 이라고 밝혔다 .

김상연 교수는 초점 가변형 초소형 인공수정체는 일반 로봇 뿐 아니라 초소형 비행 로봇에 장착되어 넓은 재난 현장을 빠짐없이 정찰 할 수 있다 . 또 렌즈 크기에 의해서 작아지기 힘든 내시경 혹은 카테터 (catheter. 인체 소화관 등의 내용액 배출을 측정하기 위해 사용되는 고무 또는 금속제의 가는 관 ) 에 장착되면 , 통증 없이 기존 내시경으로 보기 힘든 부위까지 몸 안을 더 넓고 정확하게 고화질로 선명하게 관찰 할 수 있어 전기전자 , 의료 , 군사 등 다양한 고분가치 응용분야 기술개발에 기여하거나 활용 할 수 있을 것 라고 연구의 의의를 설명했다 .

한편 , 이번 연구 성과 ( 논문 제목 : High-Performance PVC Gel for Adaptive Micro-Lenses with Variable Focal Length/ 생체모방형 자가변형 렌즈에 적용가능한 고성능 폴리염화비닐 젤 ) 5 22 ( ) 세계적 과학학술지인 네이쳐 자매지 ( 사이언티픽 리포트 Scientific Reports ) 온라인판에 게재 되었다 .< >

코리아텍 ( 한국기술교육대 ) 김상연 교수 ( 컴퓨터공학부 )

[2017-05-23]조회수 : 1,576
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