메타물질은 기존 자연에서 발견되지 않았던 특성을 가진 물질을 말한다.
기존 농식품 라벨은 주로 잉크 스티커 형태로서 원산지, 영양 성분 정보 등을 쉽게 속일 수 있었다. 라벨·접착제가 붙은 플라스틱·유리병의 재활용도 어려워 환경 문제를 야기했다.
연구팀은 나노미터(㎚·십억분의 1미터) 규모의 특수 구조체를 고안, 물에 녹는 물질로 제품 표면에 출력하는 기술을 개발했다. 이 구조체는 모양과 배열에 따라 특수한 광학적 성질을 지니는 메타표면이다.
해당 표면은 탈부착할 수 없고 출력 해상도가 높아 미세문자를 새겨 위변조를 방지할 수 있다. 이 라벨은 두께가 300㎚ 정도로 머리카락보다 300배 얇다.
메타표면 라벨이 장기간 고습도에 노출될 경우 색이 사라지는 특성을 이용해 식품 부패에 큰 영향을 미치는 습도 센서로 활용 가능하다는 장점도 있다.
노준석 교수는 "물리적 위변조 방지가 가능하고 과일·수산물 등 식품과 플라스틱·유리병 등 다양한 재료에 활용할 수 있는 '메타물질 스마트 라벨링 기술'은 상징적인 융합연구 사례라고 생각한다"고 말했다.
과기정통부는 환경부, 농림축산식품부 등 관계 부처와 적극 협력해 메타물질 스마트 라벨링 기술이 조속히 상용화될 수 있도록 후속 지원을 이어간다.
이번 연구는 과기정통부 'STEAM연구'(미래유망융합기술파이오니어) 사업을 통해 수행됐다. 연구 성과는 국제학술지 '네이처 푸드'(Nature Food) 표지 논문으로 게재됐다.
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