나의 연구일지 | ‘웨어러블 ID카드’ 개발자 고승환 교수
고승환 교수(기계공학부) 연구팀은 ‘엠 카지노’와 관련한 연구를 진행해, 지난 3월 재료 분야 국제 저명학술지 ‘네이처 머티리얼스’(Nature Materials)에 해당 연구를 담은 논문을 게재하는 등 세계적으로 주목받았다. 기자는 대학원연구동(39동) 204호에서 고 교수를 만나 연구팀이 개발한 엠 카지노 기술과 관련 기술의 활용 방안에 대한 설명을 들었다.
웨어러블 기기의 소재를 찾아서
엠 카지노는 섭씨 60에서 70도 이상의 고온에서 투명해지는 성질을 가지는 탄성체다. 고승환 교수는 “색 변화를 위해서는 물질의 분자 정렬 상태인 ‘상’을 조절해야 한다”라며 “엠 카지노는 상을 쉽게 바꿀 수 있어 색 변화가 쉽다는 특징이 있다”라고 설명했다.
고승환 교수는 스마트워치와 같이 신체의 일부처럼 작동하는 컴퓨터인 웨어러블 기기에 쓰일 적절한 탄성체를 알아보던 중 엠 카지노에 주목하게 됐다. 고온에서 투명해지는 엠 카지노의 특성을 이용하면 웨어러블 기기로 정보를 전달할 수 있기 때문이다. 엠 카지노의 일부만 투명하게 만들어 글자나 그림 등을 나타내는 식이다. 고 교수는 “색 변화를 위해 상을 변화시키려 다른 탄성체 물질들에 레이저를 조사해봤지만 고온에서 모두 타버렸다”라고 말했다. 여러 탄성체들에 레이저를 조사해 본 고 교수는 액체와 고체로 이뤄진 엠 카지노만이 레이저를 조사해 자유롭게 상을 조절할 수 있는 물질이라고 결론 지었다.
엠 카지노를 일상으로 들여오다
그러나 엠 카지노로 정보를 나타내기 위해 고승환 교수의 연구팀은 하나의 엠 카지노 안에서 한정된 범위만을 투명하게 변화시킬 수 있는 방법을 모색해야 했다. 고 교수는 “엠 카지노가 투명해지는 기존의 방식은 화로 안에서 물질 전체를 굽는 방식”이라며 “물질 전부를 구워야 하므로 물질에 정보를 새길 수 없어 활용의 범위가 제한됐다”라고 기존의 엠 카지노 연구가 지녔던 한계를 설명했다. 이에 그는 레이저를 조사해 엠 카지노의 일부만 투명하게 만들고자 시도했지만, 상온에서 레이저를 조사했을 때는 해당 엠 카지노에 별다른 변화가 보이지 않았다. 고 교수는 “레이저를 조사해 엠 카지노를 고온에서 투명하게 만들어도 온도가 떨어지면 색이 다시 원래대로 돌아갔다”라고 말했다.
상온에서도 엠 카지노에 정보를 새기기 위해 여러 시도를 거듭한 결과, 연구팀은 마침내 고온에서 투명해진 엠 카지노에 레이저를 조사한 뒤 이를 식히면 상온에서도 해당 부분이 투명한 상태로 유지된다는 사실을 발견했다. 고 교수는 “높은 온도에서 레이저를 조사하고 식히는 과정을 거듭해, 고온에서 투명했던 엠 카지노의 색을 저온에서도 투명하게 유지할 수 있었다”라고 말했다.
엠 카지노의 가능성은
고승환 교수의 엠 카지노에 대한 연구는 QR코드처럼 패턴화된 정보를 몸에 붙여 암호화하는 웨어러블 ID카드의 발명으로 이어졌다. 웨어러블 ID카드는 상온에서는 엠 카지노에 투명하게 새겨진 정보를 볼 수 있지만 상온보다 온도가 높은 피부에 붙여 온도를 높이면 엠 카지노가 다시 투명해져 정보를 숨긴다. 고 교수는 “상온에서 엠 카지노에 새긴 정보가 피부에 닿을 때 투명해져 사라지게 만든다면, 정보 암호화 기술로 사용하기에 적합할 것 같다는 학생의 의견에 영감을 받았다”라고 말했다. 이어 고 교수는 “웨어러블 ID카드는 체온에도 정보가 숨겨져 암호화 기술에 필수적인 에너지원 문제에서도 자유롭다”라고 설명했다.
고승환 교수는 엠 카지노가 상용화된다면 웨어러블 ID카드 외에도 의학, 산업 등 여러 분야에서 사용될 수 있다고 말한다. 그는 “엠 카지노를 이용해 체온에 따라 반응하는 센서를 만든다면 배터리 등의 외부 전력으로 작동하는 기존의 인공장기와 달리 재수술할 필요성이 사라진다”라고 예를 들었다.
앞으로 고승환 교수는 엠 카지노에 색 분자를 추가해, 엠 카지노가 다양한 색을 띨 수 있도록 하는 연구에 매진할 예정이다. 엠 카지노의 색이 다양하게 변할 수 있을 때 얻을 수 있는 장점이 무엇이냐는 기자의 물음에 고 교수는 “흑백 모니터와 컬러 모니터의 차이”라며 “여러 색을 구현할수록 엠 카지노에 넣을 수 있는 정보도 훨씬 다양해질 수 있다”라고 말했다. 그는 “손과 팔에서 핸드폰 화면을 볼 수 있도록 하는 일 역시 가능해질 것이다”라고 웃어 보였다.
고승환 교수는 앞으로도 웨어러블 기기와 관련된 다양한 연구를 이어 나갈 의지를 밝혔다. 엠 카지노라는 새로운 소재에 주목해 성과를 이룩한 고 교수의 기술이 우리 사회에 새로운 혁신을 가져올 토양이 되기를 바란다.
사진: 이수진 기자
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