해리포터 '투명망토' 만들 수 있는 물질, 한국 연구팀이 세계 최초 구현했다

인사이트영화 '해리포터와 마법사의 돌'


[인사이트] 황규정 기자 = 영화 '해리포터' 시리즈에서 가장 갖고 싶은 마법도구라 하면 '투명 망토'를 빼놓을 수 없다.


어릴 적 이 투명망토를 쓰고 이곳 저곳을 돌아다니는 상상을 한 번쯤 해봤을 터다.


그런데 판타지 세계에나 있을 법한 이 투명 망토가 점차 현실화되고 있다. 


특히 최근 우리나라 연구팀이 투명 망토를 만들 수 있는 물질을 세계 최초로 구현해 학계의 관심이 쏠린다. 


지난 19일 서울대학교는 국내 연구팀이 금속에선 구현하기 어려웠던 독특한 구조를 가진 '금 나노물질'을 인공합성하는 데 성공했다고 밝혔다.


연구에는 서울대 재료공학부 남기태 교수팀과 포항공대 기계공학·화학공학과 노준석·김욱성 교수팀, 장기석 LG디스플레이 연구소 연구원 등이 참여했다.


인사이트영화 '해리포터와 마법사의 돌'


그동안 거울 대칭 구조는 생체분자만의 고유 기하 구조로 여겨졌다. 거울 대칭 구조란 다른 특징은 모두 같은데 오직 '방향성'만 다른 기하 구조를 말한다.


즉, 오른손과 왼손은 방향만 달라 왼손에는 오른손 장갑을, 오른손에는 왼손 장갑을 낄 수 없다.


다만 한쪽을 거울에 비추면 정확히 맞아 떨어진다. 거울상 대칭이지만 겹쳐지지 않는 이러한 특성을 '카이랄성'이라고 부른다.


단백질의 기본 구조인 아미노산 등 생체분자에서는 이런 '카이랄 구조'가 나타나는데, 금속 등 무기 재료에서는 공정이 매우 복잡해 카이랄성을 실현시키지 못했다.


인사이트사진 제공 = 서울대학교 공과대학


그런데 한국 연구진이 이러한 거울 대칭 구조를 금속에서 구현해냈다.


한쪽은 시계 방향, 다른 쪽은 반시계방향으로 뒤틀려 거울상 대칭 구조가 되는 금 나노입자를 합성한 것이다.


이렇게 독특한 기하 구조를 가진 금 나노입자는 빛을 미세하게 조절하는 능력이 있다.


이를 통해 투명 망토나 초박막 디스플레이, 3차원 디스플레이 등에 활용할 수 있을 것으로 전문가들은 기대하고 있다.


노준석 포스텍 교수팀은 "입자의 각도를 제어하고 회전성을 지닌 다양한 파장의 빛을 반사시켜 액정처럼 다양한 색채를 만들 수 있다는 사실을 확인했다"고 설명했다.


한편 해당 연구는 차세대 광학 재료로의 적용 가능성을 인정받아 국제학술지 '네이처' 표지 논문으로 선정됐다.


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