▲ 좌측: ACS 논문에 게제된 저널 속표지

   우측 상단부터 김지현 계명대 기계공학과 석사(제1저자), 김종현 계명대 기계공학과 교수(교신저자)

- 자외선 반응 색상 변화 전자섬유, ACS Applied Electronic Materials 속표지 선정

- 기계공학·텍스타일디자인·패션디자인의 융합 연구로 ‘웨어러블 안전 센서’ 실현

계명대(총장 신일희) 기계공학과 김종현 교수, 텍스타일디자인과 김봉섭 교수, 패션디자인과 김은경 교수로 구성된 융합 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST) 기후탄소순환연구단과 협력해 실용적인 웨어러블 공학과 첨단 소재 과학을 결합한 연구 성과를 발표했다.

▲ 사진설명: 색이 변화하는 웨어러블 센서 연구 컨셉 이미지(K팝 데몬헌터스의 장면을 OpenAI와 포토샵으로 재편집)

이번 연구 결과는 응용공학 분야의 저명한 국제학술지인 미국화학회(ACS) 발행 Applied Electronic Materials에 게재됐으며, 저널의 속표지(supplementary cover)로 선정됐다.

연구진은 영화 K팝 데몬헌터스에서 주인공들이 초자연적 에너지를 사용할 때 피부 패턴이 빛나며 색이 변하는 장면에서 영감을 얻었다. 평범함과 비범함의 경계를 허무는 영화적 순간을 과학적으로 구현한 결과, 자외선(UV)에 반응해 색상이 변하는 스마트 원단을 개발했다.

이 혁신적인 원단은 햇빛이나 인공 자외선에 노출될 때 색조가 즉각적으로 변하는 광반응형 전자섬유(E-textile)다. 핵심 원리는 자외선에 노출되면 구조가 변하는 ‘스피로피란(spiropyran)’ 분자다. 이 분자는 무색의 닫힌 구조에서 자외선에 반응해 선명한 색을 띠는 ‘메로시아닌(merocyanine)’ 형태로 전환되며, 소량의 열을 가하면 다시 원래의 색으로 되돌아간다.

이를 통해 직물은 즉각적이고 가역적인 색상 변화를 구현하며, 단순한 디자인을 넘어 빛에 민감하게 반응하는 무전원 안전 감지 센서 기능을 수행한다. 이를 통해 자외선에 노출된 사람들은 자외선 강도가 위험 수준에 도달할 때 시각적인 경고를 통해 안전을 확보할 수 있게 된다.

교신저자인 김종현 교수는 “영화 속 시각적 마법을 현실 세계로 가져왔다. K팝 데몬헌터스가 빛 에너지를 융합해 인간의 정체성을 표현했듯, 색변화 전자섬유는 공학·소재·패션을 하나의 웨어러블 과학으로 융합해 사람들에게 이로운 기술로 발전시킬 것”이라며, “앞으로 더욱 높은 수준의 융합 연구에 도전할 계획”이라고 밝혔다.

공동저자인 김지현 석사(계명대 기계공학과)는 “영화 속 ‘색채 각성(color awakening)’ 이라고 부를 수 있는 현상을 본떠 만들었다. 빛에 반응하면서도 일상생활에 실용적이고 살아있는 듯한 직물을 만들고 싶었다”고 밝혔다. KIST 이지원 박사(공동저자)는 “이번 연구는 신소재 응용 범위를 넓혔다는 점에서 의미가 크다. 안전 관리뿐 아니라 하이브리드 엔지니어링과 융합 예술을 연결하는 브릿지 역할을 할 것”이라고 강조했다.

연구는 계명대 대학혁신지원사업(다차원 융합 선행연구 지원사업)과 한국산업기술진흥원(KIAT) 미래형자동차 전문인력양성사업의 지원을 받아 수행됐다.