나전칠기와 카멜레온처럼 물체 구조에 빛이 반사되며 색을 나타내는 방식으로, 유리·금속·천 등에 다양하게 인쇄할 수 있고 늘리거나 휘어짐, 각도에 따라 색이 변하도록 조절할 수 있다.

14일 KAIST에 따르면 생명화학공학과 김신현 교수 연구팀과 한국화학연구원 이수연 박사 연구팀이 공동 연구를 통해 구조색을 맞춤형으로 인쇄하는 기술을 개발했다.

자연 속 구조색은 영롱하고 반짝이는 색감을 가진다. 공작새 깃털이나 카멜레온 피부, 모르포나비 날개 등에서 관찰된다. 조상들은 이를 진귀하게 여겨 나전칠기 공예에 전복 껍데기를 사용했으며 신라 유물에서도 비단벌레 장식이 발견되고 있다.

이를 인공적으로 구현해 낸 이번 기술은 콜로이드 입자의 3차원 결정 구조를 이용해 발색한다. 연구팀은 새로운 콜로이드 잉크의 인쇄 공정을 통해 콜로이드 결정을 패턴화할 수 있는 기술을 개발했다.

인쇄에 적합하도록 잉크의 물성을 제어함과 동시에 자발적인 콜로이드 결정 형성을 통해 우수한 광 특성을 발현할 수 있도록 설계했다. 그래픽의 기본 성분인 선을 머리카락 굵기 수준의 높은 해상도로 최대 15mm/s의 속도로 인쇄할 수 있었으며 면의 반사도는 90%에 달했다.

기존과는 달리 단순한 인쇄 공정으로 정교한 콜로이드 결정 구조 형성과 패턴화를 할 수 있다. 그래픽의 디자인, 색의 명도와 채도, 기계적 물성, 각도 의존성 등을 자유롭게 설계할 수 있었다.

광학 소자, 광학 센서, 위변조방지 소재를 포함한 광범위한 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.

김신현 교수는 "새롭게 개발한 구조색 기반 컬러 인쇄 기술이 MZ 세대들에게 개성을 어필할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있을 것"이라고 말했다.