과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)는 포항공과대학교 노준석 교수 연구팀이 친환경 위변조 방지가 가능한 메타물질 기반 스마트 라벨링 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번 연구는 과기정통부 STEAM연구(미래유망융합기술파이오니어) 사업을 통해 2022년 6월부터 연구비를 지원받아 수행되었으며, 연구의 성과는 국제학술지「네이처 푸드(Nature Food) 」의 표지 논문으로 게재 되었다. 

기존의 농식품 라벨은 주로 잉크 스티커 형태로서 원산지, 영양 성분 정보 등을 쉽게 속일 수 있고, 라벨 쓰레기 발생 및 라벨･접착제가 붙어 있는 플라스틱･유리병의 재활용 어려움 등 환경 문제를 야기한다.

이를 해결하고자 연구팀은 물에 녹는 친환경 물질을 활용하여 나노미터(nm) 크기의 구조체로 이루어진 메타표면을 만들고, 과일･플라스틱 용기 등에 라벨(QR코드)을 프린트하는 기술을 개발하였다.

(사진=메타물질 기반 스마트 라벨링 기술 개념도 )

메타표면은 탈부착할 수 없고, 해상도가 매우 높은 선명한 구조색 으로 지폐 내 미세문자 보다 작은 글자를 라벨에 새겨 위변조를 방지할 수 있다.

또한 라벨의 두께가 300나노미터(nm) 정도로 머리카락보다 300배 얇고, 물에 녹는 인체에 무해한 소재로서, 라벨 재료비도 적고 환경에 영향을 미칠 가능성도 낮다.

이 외에도 메타표면 라벨이 장기간 고습도에 노출될 경우 색이 사라지는 특성을 이용하여, 식품 부패에 큰 영향을 미치는 습도 센서로서 활용도 가능하다.

포항공과대학교 노준석 교수는 “그간 시도하지 않았던 광학･소재･나노기술 융합을 통해 물리적 위변조 방지가 가능하고, 과일･수산물 등 식품과 플라스틱･유리병 등 다양한 재료에 활용 가능한 ｢메타물질 스마트 라벨링 기술｣은 매우 의미 있고 상징적인 융합연구 사례라고 생각한다.“라고 전했다.

또한, 기초원천연구정책관은 “환경부, 농림축산식품부 등 관계 부처와 적극적으로 협력해 ｢메타물질 스마트 라벨링 기술｣이 조속히 상용화될 수 있도록 후속 지원을 아끼지 않겠다.”고 밝혔다.