▲ 대면적 컬러 패터닝 기술 (a) 프로그래밍 가능한 ‘디더링 마스크 플로우 마이크로리소그래피 시스템’과 ‘디더링 마스크 리소그래피 기술’을 결합한 대면적 마이크로구조물 제작 시스템의 개요도. (b) 대면적 포스트 어레이 제작을 위해 DMD 크기에 맞게 분할된 디더링-포토마스크. (c) 디지털 컬러 이미지를 빨간색, 파란색, 노란색, 무색 디더링-마스크로 변환하는 프로세스. (d) 각 색상에 대한 솔루션 변경 및 대면적 인쇄 프로세스 (Scale Bar: 0.5cm) (e) 다양한 dpi 값의 광학 이미지: i) 100, ii) 150 및 iiii) 300 (Scale Bar: 0.5cm) (f) 유리 웨이퍼 기판에서 해치를 플라즈모닉 컬러로 인쇄한 사진. (Scale Bar: 1cm(왼쪽) 및 1mm (오른쪽)) (g) 대면적 독립형 PDMS 필름에 있는 트럼프 광학 이미지. (Scale Bar: 1cm)(그림 및 설명=UNIST)  © 특허뉴스

자외선을 비추면 숨겨진 그림이 드러나는 기술이 현실화되었다. UNIST 에너지화학공학과 이지석 교수팀이 은 나노입자를 기반으로 한 은닉형 위조 방지 기술을 개발해 화제다. 이 기술은 고가의 예술품, 군수품, 금융권의 위조 방지에서부터 제품 정품 인증까지 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

개발된 기술은 은 나노입자의 자외선 반응 특성을 역발상으로 활용한 것이다. 연구팀은 은 나노입자가 자외선에 노출되면 변색되는 단점을 오히려 장점으로 전환, 나노입자의 발색을 정밀히 제어해 고해상도 이미지를 생성하는 데 성공했다.

나노입자의 색상은 고분자 그물망의 크기와 밀도에 따라 조절된다. 큰 그물망에서는 은 나노입자가 더 커져 노란색 빛을, 작은 그물망에서는 빨간색 빛을 띠게 된다. 이를 활용해 다양한 색상의 이미지를 정확히 표현할 수 있다. 연구팀은 자동화된 광식각 프린팅 기술을 적용, 기존보다 1/10의 시간으로 고해상도 이미지를 제작했다.

이 기술은 단순히 이미지를 생성하는 데 그치지 않는다. 인공지능(AI) 알고리즘을 결합해 은닉 정보의 정확한 판독을 가능케 했다. 자외선 노출 시간에 따라 색상이 달라지는 특성을 바탕으로, AI는 시간 정보를 포함한 바코드 데이터를 분석하여 정품 여부를 판단한다. 이 과정에서 판독 정확도는 98.36%에 이르렀다.

또한, 시간 정보를 포함한 색상 배열 방식은 기존의 3원색 바코드보다 정보 저장량을 1,000배 이상 늘릴 수 있어, 사실상 무한대에 가까운 정보 저장이 가능하다.

개발된 기술은 단순한 제조 공정과 뛰어난 색상 재현성을 바탕으로 다양한 산업에 응용 가능하다. 연구팀은 빨강, 노랑, 파랑 바코드뿐만 아니라, 모든 이미지를 컬러 프린팅하여 활용할 수 있는 기술적 가능성을 열었다.

유병천 연구원은 "이 기술은 위조 방지를 넘어 정보 암호화 시스템 개발에도 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 재료 분야의 권위 있는 학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)에 11월 20일 자로 온라인 공개되었으며, UNIST의 위조 방지 기술이 세계적 주목을 받고 있다.

연구팀은 향후 추가 개발을 통해 보안 기술의 정밀성과 활용성을 한층 더 강화할 계획이다. UNIST의 혁신적 연구가 보안 기술의 새 시대를 열고 있다.

논문명은 High-throughput Multiplexed Plasmonic Color Encryption of Microgel Architectures via Programmable Dithering-mask Flow Microlithography 이다.