임원빈 전남대 교수팀, 세계 최초로

발광다이오드(LED) 형광등을 기존보다 더 오래 사용할 수 있는 원천기술이 나왔다. 임원빈 전남대 신소재공학부 교수팀은 형광체의 난제로 여겨지던 열 안정성 문제를 해결하고, 빛의 세기가 유지되는 신개념 형광체를 개발했다고 1일 밝혔다.

5만 시간 수명을 보증한다는 LED등도 사용하다 보면 빛이 점점 약해진다. 높은 온도에서 빛의 세기가 감소하는 형광체의 ‘열적 소광(消光) 현상’ 때문이다.

연구진은 온도가 올라가더라도 빛의 세기가 줄어들지 않는 ‘스마트 자가 치유 형광체’를 세계 최초로 개발했다. 이 형광체는 내부의 나트륨(Na) 이온이 스스로 소광 문제를 해결하도록 설계됐다. 나트륨 이온은 형광체가 빛을 흡수하며 얻은 에너지를 발광체 중심으로 이동시킨다. 이 과정에서 형광체 스스로 구조와 결합을 바꿔 가며 발광 세기가 감소하지 않도록 유도한다.

임 교수는 “형광체의 소광 현상을 줄이는 기술이 개발된 적은 있지만, 내부 특성을 이용해 자체적으로 소광 문제를 아예 해결한 것은 이번이 처음”이라고 말했다. 연구진은 이 기술을 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 2월 14일자에 발표했고, 국내외에 특허 등록했다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com