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기술 개요

“빛의 미세한 경로와 소재 구조를 설계해 색 표현·식별·변형 감지를 구현하는 구조색 소재 기술입니다.”

산업 별 활용 방안

위조방지 라벨·보안 인쇄 소재를 개발하는 기업

보안 라벨과 제품 식별 표지는 복제 난이도를 높이면서도 육안으로 구분 가능한 요소를 제공해야 하며, 인쇄 품질과 표면 적용성도 함께 고려해야 합니다. 마이크로 돔 그래픽과 반구형 구조색 입자를 적용해 조명 각도나 관찰 조건에서 드러나는 다색 구조색 식별 마크와 코팅층을 설계할 수 있습니다. 기존 라벨·인쇄 공정을 모두 바꾸기보다 필름, 패치, 잉크 또는 코팅 소재의 광학 기능 모듈로 적용 가능성을 검토할 수 있습니다.

광학 필름·디스플레이 소재를 개발하는 기업

광학 필름과 표시 소재는 넓은 면적에서 색과 반사 특성이 고르게 유지되어야 하며, 제조 조건에 따라 외관이 불균일해지면 제품 적용이 어렵습니다. 실리카 입자를 전단 배향해 경화하는 방식으로 규칙적인 콜로이드 배열 기반 광학 필름을 만들고, 구조색 잉크의 직접 인쇄로 입체적인 광학 디자인도 구현할 수 있습니다. 기존 소재 조성, 필름 라미네이션 또는 인쇄 공정에 맞춰 샘플 제작과 공정 조건 검토 단계부터 선택적 결합 방식으로 도입할 수 있습니다.

구조물 상태 모니터링 소재를 개발하는 기업·기관

구조물의 변형과 피로 상태를 확인하는 현장에서는 작은 균열이나 초기 스트레인을 빠르게 파악하기 어렵고, 별도 전원과 측정 장비가 필요한 경우가 있습니다. 오그제틱 프레임워크와 광결정 패턴을 결합한 필름을 부착부 소재로 활용하면 인장 변형을 색 변화로 시각화하는 센싱 방식을 검토할 수 있습니다. 적용 대상의 형상과 예상 변형 조건에 맞춰 필름 설계, 부착 방식, 반복 변형 내구성은 PoC 단계에서 함께 검증할 수 있습니다.

기술 설명

어떤 기술인가요?

구조색은 색소를 넣지 않고 미세 입자나 곡면 구조가 빛을 반사·간섭시키는 방식으로 색을 만드는 광학 소재 기술입니다. 본 기술 포트폴리오는 구조색을 설계하고 제조하는 소재·공정 기술을 기반으로, 곡률이 다른 마이크로 돔을 배열해 다색 재귀반사 그래픽을 구현하고(특허 1), 오목·볼록 곡면을 가진 반구형 입자로 식별 표지와 코팅층을 형성하며(특허 2), 형상을 유지하는 콜로이드 잉크로 입체 구조색 구조물을 직접 인쇄하고(특허 3), 실리카 입자를 규칙적으로 배열해 균일한 광학 필름을 만들며(특허 4), 인장 변형에 따라 색이 달라지는 오그제틱 구조 필름으로 미세 스트레인을 시각화하는(특허 5) 기법으로 구성됩니다. 이를 통해 색상·반사 특성·변형 반응을 구조 자체로 설계할 수 있습니다.

어떤 문제를 해결하나요?

1. 색소와 복잡한 나노구조에 의존하는 색 표현

색소 기반 색상은 소재 조성과 인쇄 공정에 영향을 받고, 나노구조 구조색은 정밀한 미세 패턴 제작이 필요해 그래픽 구현과 공정 단순화를 함께 달성하기 어렵습니다. 마이크로 돔의 곡률·직경·배치 밀도, 또는 오목·볼록 곡면 입자의 형상을 조절해 전반사와 간섭으로 색을 만들고, 다색 그래픽·잉크·코팅 형태로 적용할 수 있도록 합니다.

2. 광학 필름의 불균일한 반사와 반복 제조 편차

콜로이드 입자가 불규칙하게 배열되면 필름 위치마다 반사 특성과 색이 달라져 광학 필름으로 활용하기 어렵습니다. 실리카 입자 표면의 용매화층을 활용하고 전단력을 가해 입자를 한 방향으로 배향한 뒤 경화함으로써, 입자 배열의 규칙성과 필름 내 광학 특성의 균일성을 높입니다.

3. 작은 변형을 육안으로 확인하기 어려운 문제

콘크리트·강철·복합재 구조물의 초기 변형이나 반복 하중에 따른 미세한 변화는 육안으로 판별하기 어렵고, 일반 탄성 필름은 색 변화를 만들기 위해 비교적 큰 변형이 필요할 수 있습니다. 개구부가 있는 오그제틱 프레임워크가 변형을 광결정 패턴에 집중시키도록 설계해, 인장에 따른 입자 간격 변화를 색 편이로 나타냅니다.