공작새 깃털의 발색에서 배운다 - 새로운 색재의 개발

クジャクの羽の発色に学ぶ ―新しい色材の開発
Learning from the peacock feathers color ― Development of new colored materials

桑折道済(고리 미치나리, Michinari Kohri,)

그림1 멜라닌 모방입자의 물 분산체(입자농도 50Wt%)에서 얻어진 구조발색의 분광반사스펙트럼

1. 서론

멜라닌은 동식물이나 원생동물 등에서 보편적으로 형성되는 흑갈색의 색소로 생체 내에서는 아미노산의 일종인 도파를 원료로 해서 얻어지는 중합물이다. 사람의 모발 성분으로도 잘 알려져 있고 자외선에서 피부를 지키는 작용이 있다. 이같은 자외선흡수제로서의 역할에 더해 자연계에서 자주 멜라닌은 구조색 발현에 중요한 역할을 맡고 있다.

구조색은 물체의 미세구조에 기인하는 광간섭, 회절, 산란 등에 의해 발현하는 색이다. 모르포나비의 선명한 청색은 계층적인 선반구조 유래의 구조색으로 선반구조의 하층에는 멜라닌 과립으로 된 층이 있다 ¹⁾ .
비단벌레의 구조발색은 멜라닌 과립을 함유하는 층과 함유하지 않는 층이 20층 정도 번갈아 겹쳐 쌓인 다층막 유래의 색이다 ²⁾ . 일반적으로 구조색이 발현하는 서브마이크론 사이즈의 미세한 구조체에 빛이 닿으면 광은 산란해 사람 눈에는 하얗게 보인다. 모포나비나 비단벌레의 경우 미세구조 중의 흑색 멜라닌 과립이 산란광을 적당히 흡수해 구조발색이 두드러지게 보인다.

멜라닌 그 자체가 구조발색의 근원으로 되어 있는 것이 공작새 깃털의 발색이다 ³⁾⁴⁾ . 공작새의 깃털 내부 에는 주상형의 멜라닌 과립이 규칙구조를 구축함과 함께 산란광을 적절히 흡수해 선명한 구조발색을 실현하고 있다. 미세구조 구축과 광 흡수층으로서의 두가지 역할을 하고 있는 멜라닌을 모방한 재료개발이 가능하게 되면 구조색을 기반으로 하는 새로운 색재의 개발이 기대된다.

※ 이 기사는 프레그런스저널코리아에 수록된 기사입니다. 이 기사의 전체 내용은 프레그런스저널코리아 2018년 7월호에서 확인하실 수 있습니다.