농식품에 스티커 대신 물에 녹는 친환경 물질을 활용, 라벨을 새겨 위ㆍ변조를 막는 기술이 개발됐다

과학기술정보통신부는 포항공과대학교 노준석 교수 연구팀이 위ㆍ변조를 막을 수 있고 친환경적인, 메타물질 기반의 스마트 라벨링 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 메타물질은 기존의 물질을 뛰어넘는 새로운 물질을 총칭한다.

기존의 농식품 라벨은 주로 잉크 스티커 형태로 원산지, 영양성분 정보 등을 쉽게 속일 수 있고 라벨 쓰레기 발생, 라벨ㆍ접착제가 붙어 있는 플라스틱ㆍ유리병의 재활용 어려움 등 환경 문제를 야기한다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 물에 녹는 친환경 물질을 활용, 나노미터(nm) 크기의 구조체로 이뤄진 메타표면을 만들고, 과일ㆍ플라스틱 용기 등에 라벨(QR코드)을 프린트하는 기술을 개발했다. 

연구팀은 “메타표면은 2차원 배열의 나노구조체로, 나노구조체 모양과 배열에 따라 빛의 진폭ㆍ파장을 제어할 수 있는 광학소자”라며, “탈부착할 수 없고, 해상도가 매우 높은 선명한 구조색으로 지폐 내 미세문자보다 작은 글자를 라벨에 새겨 위ㆍ변조를 방지할 수 있다”고 설명했다. 

또, 라벨의 두께가 300나노미터(nm) 정도로 머리카락보다 300배 얇고, 물에 녹는 인체에 무해한 소재로, 라벨 재료비도 적고 환경에 영향을 미칠 가능성도 낮다.

이와 함께 연구팀은 “메타표면 라벨이 장기간 고습도에 노출될 경우 색이 사라지는 특성을 이용, 식품 부패에 큰 영향을 미치는 습도 센서로서 활용도 가능하다”고 밝혔다.

이번 연구는 과기정통부 STEAM연구(미래유망융합기술파이오니어) 사업을 통해 2022년 6월부터 연구비를 지원받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 푸드(Nature Food)’ 표지 논문으로 25일 게재됐다.

포항공대 노준석 교수는 “그간 시도하지 않았던 광학ㆍ소재ㆍ나노기술 융합을 통해 물리적 위ㆍ변조 방지가 가능하고, 과일ㆍ수산물 등 식품과 플라스틱ㆍ유리병 등 다양한 재료에 활용할 수 있는 메타물질 스마트 라벨링 기술은 매우 의미 있고 상징적인 융합연구 사례라고 생각한다”고 말했다.

과기정통부는 환경부, 농림축산식품부 등 관계 부처와 협력, 메타물질 스마트 라벨링 기술이 조속히 상용화될 수 있도록 후속 지원할 계획이다.