식품에 붙이는 라벨, '친환경' 메타 인쇄로 대체한다

[아이뉴스24 최상국 기자] 과학기술정보통신부는 노준석 포항공대 교수 연구팀이 제품 표면에 붙이는 라벨을 대체할 수 있는 친환경 메타표면 제작기술을 개발했다고 밝혔다.

라벨과 접착제로 인해 발생할 수 있는 쓰레기, 환경 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 기술로, 과기정통부는 이 기술이 빠르게 상용화될 수 있도록 환경부, 농림축산식품부 등 관계부처와 적극적으로 협력하겠다고 밝혔다.

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

포항공대 연구팀은 물에 녹는 친환경 물질을 활용해 나노미터(nm) 크기의 구조체로 이루어진 메타표면을 만들고, 과일·플라스틱 용기 등에 라벨(QR코드)을 프린트하는 기술을 개발했다.

메타물질이란 기존의 물질을 뛰어넘는 새로운 물질을 총칭하는 말이다. 메타표면(Metasurface)은 2차원 배열의 나노구조체로, 나노구조체의 모양과 배열에 따라 빛의 진폭이나 파장을 제어할 수 있다. 메타표면은 탈부착할 수 없고, 해상도가 매우 높은 선명한 구조색(색소 대신 구조로 만들어내는 색)을 가져, 지폐의 미세한 문자보다 작은 글자를 라벨에 새겨 위변조를 방지할 수 있다.

또한 라벨의 두께가 300나노미터(nm) 정도로 머리카락보다 300배 얇고, 물에 녹는 인체에 무해한 소재여서, 라벨 재료비도 적고 환경에 영향을 미칠 가능성도 낮다. 메타표면 라벨이 장기간 고습도에 노출될 경우 색이 사라지는 특성을 이용, 식품 부패에 큰 영향을 미치는 습도 센서로도 활용 가능하다.

노준석 포항공대 교수는 “그간 시도하지 않았던 광학･소재･나노기술 융합을 통해 물리적 위변조 방지가 가능하고, 과일·수산물 등 식품과 플라스틱·유리병 등 다양한 재료에 활용 가능한 기술은 매우 의미 있고 상징적인 융합연구 사례라고 생각한다“라고 전했다.

이번 연구는 과기정통부 STEAM연구(미래유망융합기술파이오니어) 사업을 통해 2022년 6월부터 연구비를 지원받아 수행됐으며, 연구의 성과는 국제학술지 '네이처 푸드(Nature Food)'의 표지 논문으로 4월 25일 게재됐다. (논문명: A water-soluble label for food products prevents packaging waste and counterfeiting)