실잠자리가 불완전한 생물학적 재료로 완벽에 가까운 색을 내는 비밀이 풀리면서 친환경 신소재 개발 가능성을 열었다.
이스라엘 벤구리온대 연구팀은 9일(현지시간) 푸른꼬리실잠자리가 선명하고 각도에 따라 변하지 않는 색을 내는 독창적인 생물학적 전략을 최초로 규명했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 게재됐다.
자연계의 구조색은 보통 나노 크기의 입자가 불규칙하게 배열된 '광결정 유리' 구조에서 빛이 산란하며 만들어진다. 하지만 입자 크기가 조금이라도 다르면 색의 순도가 떨어져 흐릿하게 보이는 한계가 있었다.
연구팀에 따르면 실잠자리는 두 가지 독창적인 방식으로 이 한계를 극복했다. 첫째, 입자 크기가 커질수록 밀도(굴절률)가 낮아지도록 해 모든 입자가 크기에 상관없이 정확히 같은 색을 반사하는 '자가 보정' 원리를 사용한다.
둘째, 입자 내부에 노란색 색소를 넣어 '내장 필터' 역할을 하도록 했다. 이 필터는 불필요한 빛을 흡수해 없애고, 주된 색은 더 깊고 선명하게 보이도록 만든다.
이번 발견은 화장품, 섬유 등 산업계에서 사용되는 독성 합성 안료를 대체할 지속가능하고 채도 높은 광학 신소재 개발의 청사진을 제공할 것으로 기대된다.
연구를 이끈 탈리 렘코프 연구원은 "자연은 불완전한 재료로 완벽한 색을 만드는 우아한 방법을 찾았다"며 "이번 연구는 미래에 합성 화학물질 대신 지속가능한 유기 재료로 고품질 광학 소재를 만드는 방법을 제시할 수 있다"고 말했다.