[어게인뉴스=박두진 기자] 기존 렌즈보다 수백 배 얇은 '메타렌즈'를 신문 인쇄처럼 찍어내는 시대가 열렸다. 실험실 수준에 머물던 차세대 광학 기술이 대량 생산 단계로 진입하며 산업 전반의 변화를 예고하고 있다.

과학기술정보통신부는 16일 성균관대학교와 포항공과대학교 공동 연구팀이 메타렌즈를 초고속으로 생산할 수 있는 '롤투롤 나노 인쇄 공정'을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 연구 성과는 국제 학술지 Nature에 게재됐다.

◆'초당 300개'…상용화 막던 벽 넘었다

메타렌즈는 빛의 위상과 진폭을 나노미터 수준에서 제어할 수 있는 차세대 광학소자로, 초박형이면서도 고성능 구현이 가능해 주목받아 왔다.

그러나 기존에는 반도체 공정을 활용한 복잡한 제작 방식 때문에 비용이 높고 생산 속도가 느려 상용화에 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 유연한 기판 위에 나노 구조를 연속적으로 찍어내는 '롤투롤(Roll-to-Roll)' 공정을 적용했다. 원통형 롤러를 회전시키며 렌즈를 찍어내는 방식으로, 마치 신문을 인쇄하듯 대량 생산이 가능해진 것이다.

그 결과 초당 300개 이상의 메타렌즈 생산이 가능해졌고, 기존 대비 생산성이 약 100배 향상됐다. 동시에 90% 이상의 광 효율과 고성능 렌즈 기준도 충족해 품질까지 확보했다.

◆스마트폰·AR까지…광학 산업 '게임체인저'

이번 기술은 단순한 생산성 개선을 넘어 광학 산업 구조 자체를 바꿀 잠재력을 지닌 것으로 평가된다.

메타렌즈가 상용화될 경우 스마트폰 카메라의 돌출 문제를 해결할 수 있고, 안경 형태의 증강현실(AR) 기기, 의료 영상 장비, 우주 광학 시스템 등 다양한 분야에서 혁신이 가능해진다.

연구를 이끈 조규진, 김인기, 노준석 교수는 "고비용 문제로 상용화가 어렵던 메타렌즈를 산업 수준에서 대량 생산할 수 있음을 입증했다"며 "차세대 광학 산업 전반의 상용화를 앞당길 것"이라고 밝혔다.

전문가들은 이번 성과를 '메타렌즈 상용화의 분기점'으로 평가한다. 한 광학 분야 연구자는 "대량 생산이 가능해지면 가격 장벽이 무너지고 시장이 빠르게 확대될 것"이라며 "디스플레이·모빌리티·우주 산업까지 연쇄적인 기술 혁신이 이어질 가능성이 크다"고 전망했다.

이번 연구는 그동안 풀리지 않았던 '메타렌즈 대량생산' 난제를 국내 기술로 해결했다는 점에서 의미가 크다. 실험실을 벗어난 메타렌즈가 실제 산업 현장으로 확산될 수 있을지 주목된다.