화학공학소재연구정보센터
  • 더 선명한 3차원 홀로그램을 생성하는 그래핀 산화물등록일 : 2015/04/26
  • 호주의 그리피스 대학(Griffith University)과 스위번 공과대학(Swinburne University of Technology)의 연구진은 그래핀 산화물를 이용해서 3차원 홀로그램 이미지를 생성하는데 성공했다. 이 홀로그램 이미지는 풀-컬러를 구현할 수 있고 광각을 가질 수 있기 때문에 더 현실성을 가질 수 있게 한다. 이 연구결과는 휴대폰, 컴퓨터, 텔레비전, 영화, 착용할 수 있는 장치 등에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

    이번 연구진은 그래핀의 뛰어난 특성을 이용했고, 이 연구결과가 광학적 데이터 저장, 정보 처리, 이미징 등과 같은 분야에 적용될 수 있을 것이라고 자신했다. “여전히 더 수행되어야 할 일이 있지만, 이 연구로 인해서 3차원 안경과 같은 성가신 액세서리 없이 3차원 이미지를 체험할 수 있을 것”이라고 Li 박사는 말했다.

    약 10년 전에 처음 발견된 그래핀은 순수한 탄소로 구성되어 있고 인류에게 알려진 재료 중에 가장 얇고, 가장 가벼우며, 가장 강한 것들 중의 하나이다. 그래핀은 뛰어난 전기 및 열 전도체이고, 뛰어난 기계적, 전기적, 열적, 광학적 특성들을 가지고 있다. “그래핀은 스크린의 강도 한계를 극복할 수 있기 때문에 평면 디스플레이 시스템 속에 유망하게 적용될 수 있을 것이라고 기대되었다”고 이 연구에서 탄소 구조 분석을 수행한 Li 박사가 말했다.

    “우리의 컨소시엄은 중국의 베이징 이공대(Beijing Institute of Technology)와 칭화 대학(Tsinghua University)의 연구진을 포함하고, 레이저 빔으로 직접 만든 광-환원된 그래핀 산화물의 패턴이 광각 및 풀-컬러 3차원 이미지를 생성할 수 있다는 것을 증명했다. 단일 펨토세컨드(femtosecond) 레이저 펄스는 그래핀 산화물이 파장 이하의 피처 크기와 상당히 서로 다른 굴절률을 가진 환원된 그래판 산화물로 환원될 수 있다는 것을 보여 주었다”고 Li 박사가 덧붙였다. 

    “환원된 그래핀 산화물 속의 광학적 지수 변조(index modulation)는 풀-컬러 이미지를 위한 파장-다중화 홀로그램을 만들 수 있게 한다.” 이번 연구진은 파장 이하의 형상이 52도까지 넓은 시야각을 가진 정적 홀로그램 3차원 이미지를 만들 수 있기 때문에 특히 중요하다고 말했다.

    점과 선을 가진 파장 이하의 환원된 그래핀 산화물의 레이저-직접 쓰기는 광학적 및 전기적 장치, 산업 섹터 등의 다양한 분야에 새로운 혁신을 불러올 수 있을 것이다. “그래핀 산화물의 굴절률에서 발생한 멀티-레벨 변조는 환원된 그래핀 산화물 기반의 전자-광 장치의 제조에 유망할 것이다. 이때, 어떤 용매 또는 전처리가 필요하지 않을 것”이라고 Li 박사가 말했다. 그래핀의 사용은 인듐의 세계적인 공급 감소로 인한 문제를 완화시키는 역할을 한다. 인듐은 전자 소자에 일반적으로 사용되는 금속이다.

    이번 연구진은 다양한 연구를 수행했지만, 그 중에서 환원된 그래핀 산화물은 착용 가능한 장치에 유망하고 실용적일 것이다. 이 연구결과는 저널 Nature Communications에 “Athermally photoreduced graphene oxides for three-dimensional holographic images”라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/ncomms7984).

    그림. 광각과 풀-컬러 이미지를 가진 3차원 이미지를 위한 단일 펨토세컨드 펄스에 의한 환원된 그래핀 산화물 홀로그램.
  • 키워드 : 그래핀 산화물, 홀로그램, 나노기술
  • 출처 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑