흠집을 자동으로 치유하는 신소재 개발? 이 소재를 이미지 센서에 적용하면 자율주행차량의 주행안정성이 획기적으로 높아질 것이라 합니다

센서 렌즈 표면 자가치유 원리.  한국화학연구원 제공

 

 안경쓰시는분은 렌즈에 흠집이 나서 속상했던 적이 있으시죠. 아무리 비싼 렌즈를 써도 생활하면서 조금씩 생기는 기스를 원천적으로 차단하기는 정말 어려운 일인데요. 한편, 자율주행차량이나 로봇의 센서에 흠집이 나면 신호가 왜곡되어 사고가 일어날 확률이 높아진다는 우려가 있다고 합니다. 그런데 이러한 렌즈에 기스가 나더라도 금방 회복되면 어떨까요? 한국화학연구원에서 발표된 연구에서 이러한 렌즈나 이미지센서의 흠집을 자동으로 회복할 수 있는 신소재를 개발했다는 내용이 나왔습니다.

​ 한국화학연구원의 김진철·박영일·정지은 박사 연구팀은 경북대 김학린·정인우 교수팀과 공동으로 자율주행차 센서에 생기는 스크래치(흠집)를 스스로 치유하는 소재를 개발했다고 합니다. 이 신소재는 자율주행차 센서뿐만 아니라 안경이나 카메라 등 다양한 응용 분야에 폭넓게 활용될 수 있다는 장점이 있다고 하는데요.

​ 이 소재는 돋보기와 같은 간단한 도구를 사용해 햇빛을 모으면 센서 표면에 생기는 긁힌 자국을 60초 이내 제거할 수 있는 투명 렌즈 소재로, 렌즈 소재로 활용되는 티오우레탄 구조 내에 투명한 광열염료를 섞은 후 햇빛을 비춰 고분자들이 해체와 재결합을 반복하는 '동적 화학결합'을 설계했다고 합니다. 이를 통해 개발된 소재는 햇빛을 흡수하면 빛에너지가 열에너지로 바뀌면서 표면 온도가 올라가고, 온도가 올라가면 고분자들이 원래 구조에서 해체돼 떨어졌다 붙기를 반복하며 자가 치유된다고 합니다. 또한, 흠집이 서로 교차해 난 경우도 100% 자가 치유되고, 같은 위치에 흠집을 내고 치유하는 과정을 5회 이상 반복해도 자가 치유 효율을 100% 유지하는 복원력을 보인다고 하네요. 이번 연구 결과는 자율주행차의 라이다(LiDAR)·이미지 센서 등 비전 시스템의 인식 오류·오작동으로 인한 교통사고 예방에 매우 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.

​ 한국화학연구원의 이영국 원장은 "값싼 고굴절·고분자 소재와 광열 염료를 이용해 자가 치유가 가능한 렌즈 소재를 합성하는 플랫폼 기술"이라며 "자율주행 자동차 센서뿐만 아니라 안경이나 카메라 등 다양한 응용 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했습니다.

​ 이 신소재가 상용화되면 일상생활에 사용하는 안경에서 기스가 날 걱정은 없어지는걸까요? 또한 자율주행차량이나 로봇의 인식성능 개선에도 도움을 준다고하니, 자율주행 기술의 실생활 적용에도 한걸음 더 가까이 간 듯 싶습니다.