최근 중국 임업 과학 연구소의 목재복합재료혁신팀은 고효율 고체 레이저 조명을 실현할 수 있는 고해상도 광투과성 목재복합재료를 성공적으로 개발했다고 발표했다. 이팀은 이를 목재 레이저 산란체 복합 재료(이하 레이저 목재라고 함)로 명명했으며, 해당 연구 결과는 최근 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’(advanced materials)에 발표되었다.

새로운 유형의 녹색 복합 재료로서 투광성 목재는 특정 헤이즈(haze), 즉 빛을 투과하고 투명하지 않은 특성으로 인해 높은 투명도를 요구하는 일부 응용 시나리오에 투광성 목재의 사용이 제한된다. 논문의 제1저자이자 교신저자인 탕치헝 중국임업과학원 목재산업연구소 부연구원은 “안개가 낀 것은 빛이 투과성 목재 내부에서 산란되기 때문입니다. 이것은 완전히 제거하기 어려운 고유한 현상입니다. 전통적인 연구 아이디어는 헤이즈를 줄이기 위해 노력하는 것입니다. 그러나 우리는 이 특성을 사용하여 잠재적인 응용 가치를 탐색하기 위해 생각을 바꿨습니다” 라고 설명했다.

역발상을 통해 연구팀은 헤이즈가 높고 빛이 투과하는 레이저 목재를 개발하는 데 성공한 것이다. 레이저 목재는 미세한 수준에서 목재 세포골격과 수지를 기반으로 이중 상호 침투 네트워크 구조를 형성하고 이 독특한 구조는 굴절률이 매우 고르지 않은 매질 시스템을 형성하여 네트워크 구조에서 빛이 강하게 산란되도록 한다. 이러한 고도로 산란되는 특성은 응집된 레이저 빔이 3D 공간에서 산란되어 고효율 고체 레이저 조명을 달성하는 데 적합하다. 또한, 적녹색, 청녹색, 삼원색 레이저의 조사 비율을 조정하면 이물질은 다른 색상의 빛을 방출할 수도 있다.

논문 공동 교신저자인 천융핑(陳勇平) 중국 임업과학연구원 목재공업연구소 연구원은 “혁신적인 조명 재료로서 레이저 목재는 실내외 조명, 섬 조명, 심해 등 극한 환경에서의 조명까지 독특한 잠재력을 보여줍니다” 라고 설명하며 이번 연구 성과가 목재 광전자학의 발전에 이론적 뒷받침을 제공할 뿐만 아니라 레이저 조명 분야에서 목재 응용의 새로운 길을 열어주길 기대한다고 말했다.