99% 이상의 빛을 투과하는 압도적인 '보이지 않음'. (2/5)

99% 이상의 빛을 투과하는 압도적인 '보이지 않음'. (2/5)

=예술이나 차량 디스플레이에도 활용되는 신소재 '모스마이트™'란 무엇인가=

 

 

2, 빛 투과율 99% 이상, <마치 보이지 않는> 아크릴판 실현

 

희미한 달빛 아래서도 정확히 날 수 있는 나방. 그 비밀은 나방의 눈(모스아이)의 표면을 덮고 있는 미세한 요철(凹凸) 구조에 있다. 이 요철은 모스아이 구조라 불리며, 요철의 돌출 부분, 즉 돌기 위로 빛이 들어올 때, 평면과 비교해 굴절률이 완만하게 변화하는 특성을 가지고 있다.

굴절률의 변화가 급격할수록 빛의 반사율도 높아지지만, 모스아이 구조는 굴절률의 변화가 완만하기 때문에 빛의 반사율이 적고, 결과적으로 투과율이 높아진다. 투과율이 높을수록 더 많은 빛을 흡수할 수 있어, 달빛처럼 약한 빛이라도 나방에게는 밝게 보이는 것이다.

<모스마이트™>는 이 모스아이 구조를 모방하여 개발된 바이오미메틱(생물 모방) 소재이다. 유리나 아크릴판의 양면에 붙이는 필름으로, 빛의 반사를 방지하는 역할을 한다.

 

미쓰비시 케미컬 그룹에서 <모스마이트™>의 개발과 판매를 책임지고 있는 히비 타카시(日比敬) 씨는 이렇게 설명한다.

"<모스마이트™>의 돌기는 높이가 약 200nm, 간격이 약 100nm이다. 1nm는 1mm의 백만분의 1이므로, 1mm²의 면적에 약 1억 개의 돌기가 배열되어 있는 셈이다. 아크릴판의 빛 투과율은 92%이지만, 아크릴판의 양면에 <모스마이트™>를 부착하면 투과율이 99% 이상으로 높아진다. 이는 마치 판이 존재하지 않는 것 같은 착각을 불러일으킬 정도이다." (히비 씨)

 

모스아이 구조는 1960년대에 전자현미경이 발명되고 나방의 눈을 확대 관찰하면서 발견되었다. 빛을 반사하지 않는 궁극의 반사 방지 필름을 만들기 위해서는 미세한 요철로 이루어진 돌기 구조를 활용하면 된다는 점은 알려져 있었지만, 기술적 난제 때문에 실현되지 못했다.

미쓰비시 케미컬 그룹이 <모스마이트™> 실현을 목표로 움직이기 시작한 것은 2000년대 후반이다. 연구개발팀은 양극산화 기술을 통해 금형에 미세한 나노홀을 형성할 수 있다는 점을 밝혀냈다.

그 기술을 보유한 외부 연구 기관과 공동으로 <양극산화에 의한 알루미나 나노홀 형성법>을 개발했다. 이것이 바로 <모스마이트™>의 탄생이다. 참고로 양극산화란 알루미늄 표면에 인위적으로 산화 피막을 형성하는 기술로, 일반적으로는 알마이트 처리라고 불린다. <모스마이트™>의 <모스>는 영어로 나방을 뜻하는 <moth>, <마이트>는 알마이트에서 유래했다고 한다.

알마이트 처리에 사용하는 전해액으로 무엇을 사용할지, 전압이나 농도, 온도, 시간 등을 어떻게 설정할지. 다양한 조건을 제어함으로써 롤 형태의 거대한 알루미늄 금형에 규칙적인 나노홀을 형성하는 기술을 개발했다.

금형에 형성된 나노홀 형태를 필름에 전사하기 위해서는 UV 나노임프린트(UV Nanoimprint)라고 불리는 최첨단 나노 기술을 사용한다. 이는 금형과 기재 필름 사이에 자외선으로 경화되는 수지액을 주입하고, 자외선을 조사하여 경화시키는 방식으로, 필름 표면에 모스아이(Mosquito Eye) 형태를 이음새 없이 부여하여 <모스마이트™(Mosmaite™)>가 완성된다." (히비氏)

 

이전에도 코팅 및 증착이라고 불리는 방법으로 반사 방지 필름이 제작되어 왔지만, 그것들과 비교했을 때, <모스마이트™>는 두 가지 특징이 있다. 첫 번째는 더 넓은 파장 범위에서 낮은 반사를 실현할 수 있다는 점이며, 두 번째는 시야각이 넓다는 점이다. 사람이 인식하는 파장 범위인 가시광선 영역에서, 그리고 넓은 각도에서도 낮은 반사를 유지하기 때문에, 아크릴판의 양면에 <모스마이트™>를 부착하면 반사가 거의 발생하지 않아 마치 판이 없는 것처럼 보인다.

Studio POETIC CURIOSITY의 아오누마 유스케(青沼優介) 씨가 2018년 도쿄 미드타운 아트 어워드에서 그랑프리를 수상한 설치작품 「숨을 세우다/도시를 심다」에서 사용된 <민들레 씨앗 건축>을 아크릴 케이스에 넣은 작품이다. 왼쪽은 <모스마이트™>가 적용된 경우이고, 오른쪽은 <모스마이트™>가 적용되지 않은 경우이다. <모스마이트™ 적용>은 반사가 거의 발생하지 않는다.

* 출처=https://www.businessinsider.jp/post-292412