- 저널명: Materials Horizons (IF 10.7, 상위 11.1% 내외)

- 논문명: Artwork-like multicolor structural coloration via spatially patterned anodic aluminum oxide with uniform-cavity design

- 제1 저자: 박사과정생 조효종 (경북대학교 전자전기공학부)

- 교신 저자: 도윤선 교수 (경북대학교 전자전기공학부), 정수환 교수 (경북대학교 화학공학과)

조효종 박사과정생은 색소나 물감이 없이도 다양한 색을 구현할 수 있는 나노 구조 기반의 컬러 소자 (구조색) 소자 기술을 개발했다. 본 연구는 복잡한 나노 공정이나 리소그래피 등 패터닝 공정 없이도 동일한 캐비티 구조에서 여러 색을 구현할 수 있는 새로운 구조색 설계 개념을 제시한 것이 특징이다. 연구 결과는 2025년 12월 7일자 Materials Horizons 저널에 표지논문으로 게재되었다.

연구팀은 미세 패턴을 새기는 기존 방식 대신, 알루미늄의 양극산화 공정을 통해 자연스럽게 형성되는 양극산화 알루미늄(AAO) 나노 기공 구조를 구조색 설계에 활용했다. AAO 내부 기공의 크기와 간격을 제어함으로써 빛의 공진 조건을 조절하고, 소자의 두께를 바꾸지 않고도 서로 다른 색을 구현하는 데 성공했다. 이는 동일한 구조 안에서 다채로운 색을 구현할 수 있다는 점에서 기존 나노 컬러 구조색 기술과 차별화된다.

연구팀은 이 기술을 활용해 한 장의 패널 위에 여러 색이 공존하는 이미지를 구현했으며, 프랑스 화가 앙리 마티스(Henri Matisse)의 작품을 모티브로 한 예술적 이미지를 재현했다. 또한 휘어지는 플라스틱 기판에서도 동일한 색 구현이 가능함을 확인해, 웨어러블 디스플레이 및 곡면형 광학 소자로의 확장 가능성도 입증했다.

양극산화 공정은 이미 항공기 부품 및 대면적 알루미늄 표면 처리에 활용되는 산업 공정으로, 본 연구는 기존 산업 공정을 구조색 구현 기술로 확장했다는 점에서 높은 공정 호환성과 대면적 확장성을 지닌다. 연구팀은 본 기술이 차세대 디스플레이뿐 아니라 보안·위조방지, 예술·디자인 분야 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

본 연구는 산업통상자원부 알키미스트 프로젝트와 한국연구재단의 STEAM 연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

*해당 논문 링크

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/mh/d5mh01677k

*관련 기사 (전자신문 및 KNU 대학홍보)

- 전사신문 링크

- KNU 대학홍보 링크