저널명: ACS Applied Materials & Interfaces 

논문명: NIR-Triggered High-Efficiency Self-Healable Protective Optical Coating for Vision Systems

(논문정보: ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 8510−8520) 

경북대 전자공학부 김학린 교수팀 (이재원 박사과정생 공동 제1저자 & 김학린 교수 공동교신저자)은 한국화학연구원 김진철 박사 연구팀 및 경북대학교 응용화학공학부 정인우 교수팀과의 공동 연구를 통해 ACS Applied Materials & Interface (JCR IF = 10.383) 저널 2월호에 “NIR-Triggered High-Efficiency Self-Healable Protective Optical Coating for Vision Systems”이라는 논문명으로 연구 성과를 게재하였다. 최근 LiDAR 또는 3D 카메라 기반 자율주행 자동차, 드론, VR/AR 스마트 글라스 기기, 지능형 로봇 등 시각 이미지 센서 기반의 공간 정보 획득 및 처리가 점차 중요시되고 있다. 하지만, 외부 환경에 노출된 채로 지속적인 욺직임을 요구하는 최근 이러한 응용처들에서는 돌출된 광학 센서 광학 윈도우 또는 카메라부의 표면 스크래치 및 물리적 손상에 대한 우려가 존재하며 특히 자율주행과 같은 응용 분야에 있어서는 이는 안전과 직결되는 이슈로 이에 대한 기술적 해결책이 필요한 상황이다. 스크래치와 같은 기계적 표면 손상이 자가치유 및 복원되는 self-healing 소재가 이에 대한 스마트한 해결책이 될 수 있으나, 기존 self-healing 소재의 경우 과도한 에너지원이 요구되거나 자가치유 기능을 가지는 대신 표면 경도 물성치가 애초에 낮은 소프트 소재로서 오히려 잦은 스크래치에 취약한 특성을 가지는 문제점들이 있었다. 본 연구에서는 광학적 표면 코팅 소재로써 적합하도록 가시광 전영역에서 높은 광투과도를 가지면서, 낮은 에너지원인 근적외선 또는 자연광 조건에서 물리적 표면 데미지가 자가치유 & 복원되는 결과를 보고하였다. 표면 코팅제로서 높은 표면 경도 조건을 가져 anti-scratch 코팅 소재로서의 기능도 가지면서도 광학기기 사용 중 부득이 유발될 수 있는 깊게 파인 심각한 표면 파손 그리고 동일 지점에 대한 반복적 스크래치 데미지에 대해서도 안정적이고 우수한 복원 결과를 얻을 수 있었으며, 특히 표면 손상 이후 자가치유된 지점에서의 물리적 표면 복원 능력뿐 아니라 광학적 굴절률 변형이 전혀 유발되지 않는 자가 치유 기능을 보여 빛범짐 및 광학적 회절/산란 노이즈 요인 없이 깔끔히 표면 손상이 “self-healing”되는 결과를 얻을 수 있었다. 해당 논문의 상세 내용은 아래의 링크를 통해 동영상 결과와 함께 확인할 수 있다. 

논문링크: https://doi.org/10.1021/acsami.2c21058