때때로, "시대가 아직 따라잡을 수 없는 기술"이 생겨나게 되는데, 그 시대에는 활약하지 않았어도, 다른 다양한 기술이나 재료가 태어나고 나서, 후에 진가를 발휘하기도 하는 것이다.
최근에도, 미국 매사추세츠공대(MIT) 기계공학과 소속 벤자민 밀러 씨 등 연구팀이, 19세기 사진 기술을 재사용해 카멜레온처럼 색깔이 변화하는 신소재를 개발하는 데 성공했다.
신축성이 있는 필름 소재로, 늘어나면서 색상이 크게 변화하기 때문에 다양한 분야에 응용이 기대되고 있다는.
■ 립먼의 컬러 사진
세계 최초의 컬러 사진은, 1861년 영국의 물리학자 제임스 클라크 맥스웰에 의해 고안되었다.
빛의 삼원색을 사용한 컬러 사진은 현대 기술의 기반이 되고 있는데, 하지만 다른 방법으로 컬러 사진을 만들어 낸 사람도 있었다.
그 사람이 바로 룩셈부르크의 물리학자 가브리엘 립먼 씨이다. 그는 빛의 간섭을 이용해 사진에 색을 재현하는 방법을 고안해, 1908년 노벨 물리학상을 수상했는데, 립먼의 컬러 사진은, 거의 투명한 사진 유체(빛에 반응하는 물질)뒤에 거울을 두어, 그 유제에 빛을 비추는 것으로 만들어진다.
이것에 의해 입사광과 반사광이 간섭, 그 효과를 이용해서 색을 입히는 것이다.
이 방법으로 만들어진 사진에는 안료나 염료가 포함되어 있지 않아, 일정한 각도에서 보면 선명한 컬러가 재현된다. 이러한 실제로는 색이 칠해져 있지 않은데도, 빛의 회석 등을 이용해 만들어진 색은 구조색이라고 불린다.
20세기 초에 이미 구조색으로 색을 입히는 기술이 실용화되어 있었고, 다만 유제를 수작업으로 만들고 충분히 빛을 비추기 위해 며칠을 기다려야 했다.
그래서 뛰어난 기법이었지만, 손이 많이가서 결국 역사 속에 묻혀버렸다는....
그런데 최근 들어 밀러 씨 등 연구팀이 립먼 기법에 눈을 돌리게 되었는데, 당시의 기술로는 번거로움이 컸지만, 최신 과학기술을 이용하면 빠르게, 그리고 사진 이외의 분야에도 응용할 수 있다고 생각한 것이다.
■ 카멜레온처럼 색이 변하는 유연한 소재 개발
연구팀은 자연에서 볼 수 있는 구조색을 확장성 있는 소재로도 재현하고 싶다고 생각. 그래서 눈여겨 본 것이 립먼 기법과 현대 홀로그래피 재료의 조합.
홀로그래피는 빛의 간섭, 회절을 이용하여 3차원 상을 기록하는 기술로, 지폐나 신용카드 등에 위조방지 목적으로 이용되고 있다.
그리고 현재의 홀로그래피 재료는, 립먼이 이용한 사진 유제와 마찬가지로 빛에 반응하는 분자로 만들어져 있고, 게다가 팀에 따르면, 최근 홀로그래피 재료는 매우 반응이 빠르기 때문에 립먼 기법과 결합하면 매우 빠르고 구조색을 가진 소재를 만들 수 있다고 한다.
연구에서는, 신축성이 있는 투명한 홀로그램 필름을 거울처럼 반사되는 판에 붙이고, 시판되는 프로젝터를 사용해 몇 개의 화상 샘플을 투영했다.
그 결과, 며칠은 커녕 단 몇 분 만에 원화의 색깔을 그대로 재현한 듯한 크고 섬세한 이미지가 비춰졌다는 것.
게다가 그 필름이 늘어나거나 얇아지면, 미세 구조의 변화에 수반해, 다른 파장을 반사, 색깔에도 큰 변화가 생긴다.
이미지와 같이 당기면 색이 크게 변화...
게다가 "손가락을 밀어붙인다"는 약간의 압력에도 대응하고 있고, 지문을 확실히 알 수 있을 정도로 색깔이 바뀌었다.
연구팀은 또 적외선을 반사하는 미세구조를 통해 "메시지 암호화"가 가능하다고 말하고, 평소에는 아무것도 보이지 않지만, 소재를 끌었을 때만 빨간색으로 메시지가 떠오르도록 할 수 있다.
그리고 이 소재는, 일반적인 패션이나 섬유제품에 그치지 않고 다양한 분야에 응용될 수 있다고 생각. 미래에는 색의 변화에 따라 압력의 정도를 알려주는 붕대나 색으로 근육량을 측정하는 암밴드, 또 둘레를 회전할 때마다 색이 변하는 수영복 등의 개발로 이어질지도 모른다.
