내비게이션이 콘택트렌즈 속에 들어갔다

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 설승권 박사팀과 울산과학기술원(UNIST) 정임두 교수팀이 증강현실(AR)용 스마트 스마트 콘택트렌즈의 핵심 기술을 개발했다. 이 스마트 콘택트렌즈는 3D 프린터로 렌즈 위에 디스플레이를 내장시켰다. 연구진은 렌즈 속 디스플레이로 내비게이션을 작동시켜 움직이는 차 안에서 영상을 촬영하기도 했다.

설승권 박사는 6일 "이 3D 프린팅 기술은 AR을 구현하기 위한 기존 스마트 고글이나 안경보다 훨씬 편하고 저렴한 스마트 콘택트렌즈를 상용화 할 수 있는 기술"이라며 "향후 AR 기기의 소형화 및 범용성에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

전기연구원에 따르면, 스마트 콘택트렌즈로 AR을 나타내기 위해서는 낮은 전력으로도 작동이 가능하도록 전기화학적 반응에 의해 물질의 색이 변하는 디스플레이가 적합하다.

특히 가격 경쟁력이 높고 색상간 대비와 전환이 빠른 순수 프러시안 블루 색상이 유력하지만 전기도금방식으로 렌즈 위에 필름형태로 코팅하는데 한계가 있다.

연구진은 이를 극복하하고 AR을 나타낼 수 있도록 외부 전압 없이도 3D 프린터를 이용해 렌즈 디스플레이에 마이크로 패턴을 인쇄했다. 이 인쇄 기술은 물방울 등을 일정 압력으로 지그시 누르거나 당기면 모세관 현상에 의해 물방울이 터지지 않으면서 외벽에 곡면이 형성되게 만드는 '메니스커스'가 핵심이다.

프러시안 블루는 마이크로 노즐과 기판 사이에 형성된 메니스커스 안에서 용매의 증발을 통해 결정화된다. 메니스커스 현상을 활용하면 용매의 자연 증발로 결정화가 되기 때문에 사용 가능한 기판이 전도체가 아닌 콘택트렌즈 위에도 가능하다.

연구진은 "이러한 노즐의 이동을 통해 연속적으로 프러시안 블루의 결정화가 이뤄지면서 마이크로 패턴을 형성할 수 있다"고 설명했다. 이 기술로 AR용 스마트 콘택트렌즈 디스플레이에 적용될 수 있는 수준인 7.2 마이크로미터로 색상까지 연속적이고 균일하게 만들수 있었다.

한편, 연구진은 이번 연구결과를 재료과학 분야 세계적 학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 발표했으며, 그 우수성을 인정받아 표지논문으로 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자