오팔구조

무지갯빛 내는 공작새의 깃털은 흰색? 　공작새 깃털은 각도에 따라 밝게도 어둡게도 또 여러 가지 색깔로 보인다. 그러나 신기하게도 깃털을 분해하면 흰 가루만 남을 뿐 예쁜 색상은 전혀 없다. 왜일까? 　광자유체집적소자연구단을 이끄는 양승만 KAIST 생명화학공학과 교수는 깃털을 구성하는 나노입자가 이른바 ‘오팔구조’를 갖기 때문이라고 설명한다. 오팔구조란 하나의 구슬을 여섯 개 구슬이 둘러싸고 그 위에 세 개, 다시 그 위에 한 개씩을 쌓아올린 구조다. 　오팔구조는 매우 다양하게 활용된다. 만약 자동차를 오팔입자 페인트로 칠하면, 앞에서 볼 때와 옆과 뒤에서 볼 때 각기 다른 색을 띠는 매력적인 자동차로 변신시킬 수 있다. 가구나 장신구 등에도 마찬가지로 쓰일 수 있다. 또 오팔구조를 이용하면 광자회로를 구성하는 초고속소자도 만들 수 있다.

지름 0.1㎛의 입자와 그보다 더 작은 나노입자들을 지름 50㎛의 물방울에 넣고 물을 증발시키면 스스로 규칙적인 오팔구조를 만드는데 이 결정은 반도체의 성질을 갖고 있어 ‘나노트랜지스터’의 역할을 한다. 　반대로 구슬모양의 입자들이 배열된 빈 공간에 인위적으로 실리콘을 채우고 구슬이 차지하던 공간을 없앤 ‘역 오팔구조’도 유용하다. 이 구조를 이용해 입자와 입자 사이에 공기 대신 여러 액체를 넣으면 더욱 선명하고 다양한 색깔을 만들어낼 수 있다. 이 색을 이용해 전자정보를 전달하면 생명과학이나 의료분야에까지 역 오팔구조를 활용할 수도 있다. 　<제공:한국과학기술정보연구원> ○ 신문게재일자 : 2006/11/30