[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 실감형 확장가상세계(메타버스)를 구현할 수 있는 신개념 홀로그램 기록소재를 개발했다.

한국화학연구원은 가재원 박사 연구팀과 경북대학교 김학린 교수팀이 기존 소재로 구현키 어렵던 자동차용 홀로그래픽 HUD, 확장현실 스마트 글라스 등에 응용가능한 광역학 메커니즘 기반의 비확산형 홀로그램 기록소재를 개발했다고 14일 밝혔다.

HUD(Head-Up Display)는 교통수단 앞면 유리에 설치한 주행보조 화면 표시장치로 운전자 편의를 위한 각종 정보를 눈높이에 표시해 줘 안전운전을 돕는 기술이다.

현재 구현된 메타버스는 주로 2차원 캐릭터로 현실감이 떨어지는 단점이 있어 사용자에게 극강의 현실감과 몰입감을 주는 기술인 '확장현실(XR)'을 통한 메타버스의 완전한 구현이 부각되고 있다.

화학연에 따르면 XR의 핵심은  빛의 간섭 및 회절특성을 이용해 사물의 입체정보를 기록한 홀로그램 기술이다. 빛의 색과 명암만을 기록한 사진과 달리 홀로그램을 활용하면 실감나는 입체 영상을 구현할 수 있다.
 
기존에 홀로그램 기록을 위해 활용하는 은염소재는 필름카메라의 사진인화 작업과 같은 습식공정이 필수적이므로 대량 제작이 쉽지 않았고 포토폴리머 소재는 대량제작 문제를 극복했지만 광반응성 화합물의 확산과정 등으로 여러 분야에 적용하는데 한계가 있다.

이에 따라 연구팀은 광반응성 화합물의 확산과정이 수반되지 않는 간단한 광역학 메커니즘이 적용된 홀로그램 기록용 소재를 개발해 기존 홀로그램 기록소재들의 단점을 보완했다.

이번에 연구팀은 ▲적색, 녹색, 청색 등 특정 파장의 레이저 빛에 반응하는 '광민감성 물질' ▲빛의 투과도나 굴절율을 바꾸는 '수용체' ▲광민감성 물질과 수용체를 고르게 분포된 필름을 만들수 있는 고분자 매트릭스 등 3가지 구성성분을 활용해 새로운 조성물을 개발했다.

개발한 조성물의 광민감제는 레이저를 쏘면 반응성이 매우 큰 활성산소종을 만들어 주변 수용체와 빠르게 반응, 수용체의 구조를 변화시키고 레이저를 맞지 않은 부분과 차이가 발생한다. 이런 원리로 필름에 홀로그램을 기록할 수 있다.
 
기존 소재 대비 조성물의 구성성분이 세가지로 간단하고 반응물질의 확산과정이 불필요해 손쉽게 홀로그래픽 광학부품용 소재로 활용이 가능하며 특히 매우 얇으면서 다양한 기능을 가진 홀로그래픽 광학부품HOE)으로 응용할 수 있다.

이번 연구결과는 과학기술 분야 국제학술지 '어드밴스드 포토닉스 리서치(Advanced Photonics Research)' 8월호 표지논문으로 게재됐다.(논문명:A Conceptual Study on Photodynamic Control-Mediated Holographic Composites)


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