농촌진흥청(청장 라승용)은 천연 누에고치가 앤더슨 광응집현상을 발생시킬 수 있는 특수한 구조를 가지고 있음을 세계 최초로 증명했다.

이번 연구는 ‘Anderson light localization in biological nanostructures of native silk(천연 실크 나노구조에서 관찰된 앤더슨 광응집현상)’로 미국 퍼듀대학교와 공동으로 진행됐다.

일반적으로 빛을 모아 공진시키기 위해서는 정교하게 제작된 규칙적인 구조(메타물질)가 필요한데 앤더슨 광응집현상이란 메타물질 없이도 빛의 공진이 가능한 예외적인 현상을 뜻한다.

지금까지 앤더슨 광응집현상은 메타물질에서만 제한적으로 관찰돼 자연 상태에서는 존재하지 않는 것으로 알려졌으나 이번 연구를 통해 누에고치와 같은 천연물질에서도 이 현상이 나타나는 것을 확인했다.

이러한 앤더슨 광응집현상에 의한 강한 가시광 반사 특성이 생겨 천연실크 단백질의 높은 적외선 방출 특성과 결합될 경우 실크는 자신이 흡수한 열 보다 더 많은 열을 복사해 표면의 온도가 내려간다.

이를 활용하면 전력 없이도 시원한 효과를 얻을 수 있어 블라인드, 자동차 시트, 의류, 아웃도어 용품 등에 적용할 수 있다.

이번 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘Nature communications 1월호(2018년)’에 게재됐다.

김성완 농진청 잠사양봉소재과 농업연구사는 “천연 누에고치는 메타물질과 비슷한 특성을 가지고 있으면서도 저비용으로 대량생산이 가능하다”며 “광섬유, 바이오센서, 질병진단 및 치료 등 우리 실생활에 천연 누에고치가 광범위하게 응용될 수 있도록 연구를 지속적으로 추진할 계획”이라고 말했다.