기계연, 색깔 변화로 건축물 노후화 진단하는 기술 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 색깔 변화만으로도 건축물의 노후화 진단이 가능한 기술 개발에 성공했다.

한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 윤재성 책임연구원(UST 겸임교수) 및 녠황민 학생연구원(UST-KIMM 스쿨 박사과정) 연구팀은 공작새 깃털, 모포나비 등의 발색 원리인 ‘구조색 현상’에 착안해 나노패턴이 형성된 필름형태의 변형센서를 개발했다고 4일 밝혔다.

이 필름을 건물 등에 부착하면 변형여부 및 변형량에 따라 색상이 자연스럽게 바뀌어 노후화 및 손상 등 안전성 파악이 손쉽게 가능하다.

기계연이 개발한 필름 나노광학 센서는 기계적 변형을 나노패턴에 의한 광학적 발색으로 표현했다. 이는 변형량을 시각정보로 표현해 색소나 염료, 별도 전원이 필요 없는 형태다. 연구팀은 스마트폰을 이용해 색상을 수치화하면 정밀 계측이 가능해 기존 구조물 측정 및 모니터링 과정을 패치 부착으로 단순화했다.

국내외 나노구조색 연구분야의 오래된 기술적 난제는 관찰각도에 따라 색상이 변한다는 점이었다.

이에 연구팀은 색상이 일정하게 유지되는 나노패턴으로 관찰각도에 영향받지 않는 기술을 세계 최초로 개발했다.

연구팀은 또 색상변화 이미지를 인공지능으로 학습해 위험 여부를 판별하는 모니터링 솔루션을 확보했다. 스마트폰의 앱을 통하거나 드론, 로봇, CCTV 등 측정 방법을 다양화하면 기존에 측정이 어려웠던 건축물, 구조물의 손상 및 위험성도 판별할 수 있다.

연구팀은 원천기술을 이용해 색상의 발현 자체를 제어하는 필름도 개발했다. 이는 투명 필름에서 특정 조건에서만 모양이 나타나는 필름으로 제작할 수 있어 위조방지 및 보안용 필름으로 적용 가능하다.

기계연의 필름 나노광학 센서 기술은 10건 이상의 국내특허, 1건의 국제특허(PCT)를 출원했으며, 현재 1건의 미국 특허를 추진하고 있다. 또 저명 학술지인 미국 화학회 등에 표지논문으로 선정됐다.

윤재성 기계연 책임연구원은 “필름 나노광학 센서 기술을 활용하면 건축물과 시설물의 노후화 진단이 획기적으로 간편해진다”며 “정확도 높은 모니터링 솔루션을 낮은 비용으로 제공함으로써 사회 안정성 증대에 기여하겠다”고 말했다.

memory4444444@news1.kr