황(S)을 이용한 고성능 적외선 광학소재 개발

국내 연구진이 저렴한 가격의 황을 주연료로 이용하는 고성능 적외선 렌즈용 소재를 개발했다.
차국헌 서울대 화학생물공학부 교수팀은 제프리 편 미국 아리조나대 화학과 교수팀과 함께 저렴하면서도 광학적 특성이 뛰어난 황을 이용해 플라스틱처럼 자유자재로 모양을 만들 수 있는 황 기반 광학소재를 개발했다고 7일 밝혔다.
기존 적외선 렌즈에 주로 사용되는 무기재료(InSb, InGaAs, HgCdTe)는 비싸고 가공이 어려운 반면 반면 플라스틱은 가공성은 우수하지만 적외선 영역에서 광학적 특성이 좋지 않아 활용 범위에 한계가 있었다.
황 또한 석유 정제과정에서 연간 700만 톤 이상 배출돼 가격은 저렴하면서도 우수한 광학적 특성을 지녔지만 가공성이 좋지 않아 활용가치가 낮았다
이에 연구팀은 황에 유기물질을 첨가하여 가공성을 개선해 플라스틱처럼 자유자재로 모양을 만들 수 있으면서 굴절률과 투과율 등 광학적 특성이 우수한 소재를 만드는 데 성공한 것이다.

실제 이 소재로 만든 광학렌즈로 적외선 영상을 촬영한 결과 기존 플라스틱 렌즈에 비해 초점거리가 짧으면서도 훨씬 선명한 열이미지를 얻어냈다.
기존에 비싸고 가공이 어려운 물질을 대체하고 차세대 스마트폰에 탑재될 수 있는 적외선 센서, 카메라, 조명 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
차국헌 교수는 "황은 뛰어난 광학적 특성을 지니고 있고 저렴하지만 가공하여 활용하기 쉽지 않았는데 단순한 방법으로 가공성을 크게 개선해 고성능 적외선 광학렌즈로 활용할 수 있었다"고 밝혔다.
이번 연구결과는 '어드밴스드 머테리얼스(Advanced Materials)'지 3월 21일자 온라인 판에 실렸다.
[김미연 기자]