나노기술 및 정책 정보

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홀로그램은 제조하기 어려운 복잡한 광학 장치이기 때문에 포장에 있는 지폐, 신용 카드 등 위조 방지를 위한 보안 응용 프로그램에 널리 사용됨(와인 제조업체도 병에 홀로그램 라벨을 추가하기 시작).

음식 분야에도 홀로그램이 널리 사용되는 것을 볼 수 있는데, 이미 사출 성형 또는 열 성형 초콜릿 플라스틱 몰드에서 직접 생성되는 초콜릿에 홀로그램 색상 효과를 입증했고, 초콜릿 표면에 빛을 회절시키고 빛나게 만드는 특정적으로 거칠기를 제어할 수 있음.

단순 미학을 넘어서 식품에 대한 홀로그램(특히 식용 홀로그램)은 예를 들어 영양 성분이나 라벨에 대한 정보를 식품에 직접 인쇄할 수 있기 때문에 포장의 필요성을 줄이는 데 사용될 수 있으며, 이를 위해 아랍에미리트 Khalifa 대학의 연구진은 옥수수 시럽 필름에 홀로그램을 생성하는 빠르고 저렴한 제조 방법을 개발함.

연구진은 홀로그래픽 직접 레이저 간섭 패턴(DLIP)을 사용함. 이 기술은 직접적이고 간단하며 비용이 저렴함. 또한, 빠른 기술로 마스크나 템플릿이 필요하지 않음. 연구진은 식용 기판(옥수수 시럽의 건조 필름)에 1차원 나노구조를 직접 패턴화하는 DLIP 방법을 개발함.

이 방법으로 생성되는 홀로그램 패턴은 간섭 빔의 수와 입사각, 편광 및 강도에 따라 달라짐. 연구진은 홀로그램 표면이 입사광에 대한 홀로그램의 기울기 각도에 따라 넓은 범위의 가시 파장을 회절시켰다고 설명함.

연구진은 레이저 펄스 흡수를 극대화하기 위해 합성 흑색 염료(900nm 두께)의 얇은 층을 옥수수 시럽 박막 위에 증착함. 이것은 어블레이션 공정(흑색 염료의 상당 부분을 제거)을 가능하게 하여 옥수수 시럽 필름 표면에 저가의 나노구조를 생성할 수 있게함.

이러한 식용 홀로그램은 예를 들어 유해 박테리아에 대한 센서 또는 식품 품질 및 유통 기한을 모니터링하는 것과 같은 식품 안전 분야에 활용될 수 있음. 홀로그램은 영양 정보를 식품에 직접 인쇄하는 데 사용할 수 있으므로 포장 재료의 필요성도 줄일 수 있음.

연구진은 다양한 보관 조건에서 이러한 홀로그램의 유효 기간을 정량화하기 위해 향후 철저한 연구가 필요하다고 하며, 또한 온도와 수분이 옥수수 시럽에 미치는 영향을 조사해야한다고 함.

본 연구 성과는 ACS Nano ("Direct Printing of Nanostructured Holograms on Consumable Substrates")에 게재됨.