연세대 첨단융합공학부 강지훈 대학원생 논문, Advanced Optical Materials 저널 커버 선정

(왼쪽부터) 여종석 교수, 강지훈 대학원생, Advanced Optical Materials 저널 2025년 5월호 표지

연세대학교 첨단융합공학부의 여종석 교수 연구팀 및 강지훈 대학원생은 국립생태원 이은옥 박사와의 공동연구를 통해 물총새의 독특한 청색 발현 메커니즘을 규명하고 이를 기반으로 한 생태모방 기술을 개발하였으며 이 연구는 광학 분야의 세계적 권위지 “Advanced Optical Materials”의 표지논문(inside front cover)으로 선정되었다.

이번 커버 이미지로 선정된 논문은 "Elucidating and Biomimicking the Coloration Mechanisms Responsible for the Vibrant Blue Hues of the Common Kingfisher"로, 물총새의 등 깃털에서 관찰되는 다양한 각도 비의존성(non-iridescent) 청색의 색 발현 메커니즘을 규명하였다. 연구에 따르면, 등 깃털의 내부에는 케라틴으로 이루어진 나노채널(nanochannel) 구조가 존재하며, 이 나노채널의 부피분율이 바뀌며 색이 변하는 것을 정량적인 구조 분석 및 광 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

연구진은 규명된 물총새의 색 발현 메커니즘을 친환경적이고 효율적으로 모방하기 위해, 케라틴 나노채널과 유사한 구조를 가지는 산화알루미늄 역광유리(inverse photonic glass)를 제작하는 방법을 도입하였다. 역광유리를 제작하는 과정에서 원자층증착(atomic layer deposition)을 이용함으로써 산화알루미늄의 부피분율을 손쉽게 조절하였으며, 이를 통해 물총새에서 관측되는 구조적 및 광학적 변화를 효과적으로 모방함으로써 다양한 각도 비의존성 청색을 나타내었다.

연구를 이끈 여종석 교수는 "이번 커버 이미지 선정은 우리 연구팀의 지속적인 연구 노력과 우수한 성과가 국제 학계에서 인정받았음을 나타내는 매우 뜻깊은 성과"라며, "향후 지속적인 연구를 통해 친환경적이며 효율적인 구조색 구현 기술을 발전시켜 다양한 산업 분야에 기여하겠다"고 밝혔다. 이번 연구는 향후 자연의 구조색 모방 기술이 적용될 수 있는 다양한 산업 분야에 큰 영향을 줄 것으로 예상되며, 관련 연구와 응용 기술의 발전에 중요한 초석을 마련했다는 점에서 높은 학술적 가치를 지닌다.

본 연구는 해외연구 과제인 Human Frontier Science Program과 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 국립생태원과 BK21 지능형반도체 IT융합 혁신인재양성사업의 지원으로 수행되었다.

관련 링크 2: 속표지 https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.202570089