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상용화 한 역전 단백석 기술의 P-Ink와 Elast-Ink

전문가 제언: ○ 광결정(photonic crystal)은 유전율이 각기 다른 재료가 규칙적으로 입체적 배열을 이루고 있는 구조로 보통 기공과 유전체의 두 종류의 재료로 구성되어 있다. 이는 광자 띠 간격(photonic bandgap)을 가져 광결정 섬유(PCF, PBGF)를 비롯하여 광통신기술에 핵심이 되고 있다.

○ 미세구(微細球)가 면심입방체(FCC)를 구성하는 결정인 단백석(opal)을 역전시키면 미세구가 기공(氣孔)이 되고 이들 사이의 틈이 재료가 되는 역전 단백석(inverse opal)이 된다. 이 광결정에 입사된 광은 굴절/회절되어 그 반사광이 관찰된다. 그 파장은 광결정의 기공 크기와 이들 사이의 간격 등에 의해 결정되므로 자극에 의해 이들 치수를 변화시키면 반사광 색을 튜닝할 수 있다. 저자인 Canada의 G.A. Ozin 등은 본문에서 2종의 구조색인 P-Ink 및 Elast-Ink의 개발 내용을 설명하고 있다.

○ Elast-Ink는 단백석 내에 합성고무를 넣고, 단백석을 녹여 없애 만든 고무 역전 단백석으로 기계적 압력에 의해 튜닝가능하다. 고감도의 지문 센서를 위시하여, 화폐, 약품과 같은 위조방지 안전기기가 목표 응용이다. P-Ink는 산화/환원성이 활발한 함금속고분자인 Poly Ferrocenyl Silane 겔의 매트릭스에 넣은 단백석으로 구성된 복합체이다. 인가전압 변화로 겔을 가역적으로 팽윤/수축 시켜 반사광 색을 튜닝 할 수 있다. 전자종이는 물론 실시간 광고내용을 바꾸는 옥외광고가 주 응용이다.

○ 이들 제품은 반사광을 이용하므로 밝은 태양광에서 유리하다. 양립안정도(bistability)로 에너지 소비가 적어 차세대용 디스플레이다. 단일 재료에 의한 풀 컬러 시현은 이 기술뿐이고, E-Ink사와 MagInk사 등에선 풀 컬러가 복잡한 컬러필터나 원색 혼합에 의해 얻어진다.

○ 전자종이의 핵심은 풀 컬러화와 응답속도 향상이다. 전자잉크로는 최대 실적의 미국 E-Ink사가 마이크로 캡슐형의 전기영동법이지만 풀 컬러화 과제가 있다. 금년 메모 가능 제품을 선보였다. 전자분유체법은 일본 브리지스톤사가 A3의 세계 최대 크기를 보였고 풀 컬러가 가능하며 응답속도가 빠르다. 전기 변색법은 풀 컬러는 가능하나 응답속도가 느리다. 이스라엘의 MagInk사제가 가장 우수하나 시장점유율이 아직 낮다.

저자: Geoffrey A. Ozin, Andre C. Arsenault
자료유형: 학술정보