d라이브러리

야광 페인트가 어둠 속에서도 계속 빛을 낼 수 있는 이유가 개발된 지 30년 만에 밝혀졌다. 

캉 호앙 미국 노스다코타주립대(NDSU) 물리학과 연구원은 야광 페인트가 발광을 지속하는 원인 중 하나가 의도치 않게 잘못된 위치에 들어간 스트론튬이라는 연구 결과를 ‘응용물리리뷰’ 2월 23일자에 발표했다. ^{doi: 10.1103/PhysRevApplied.19.024060}

1993년에 처음 개발된 야광 페인트는 알루민산 스트론튬에 소량의 희토류 원소인 유로퓸과 디스프로슘을 혼합해 만든다. 야광 페인트에 빛을 쪼이면 유로퓸 이온 내 전자의 에너지 준위가 높아졌다가 다시 낮아질 때 녹색 스펙트럼의 에너지를 갖는 광자가 방출된다. 

단 야광 페인트는 빛을 쬘 수 없는 밤에도 계속 발광해야 한다. 즉 전자가 낮에 빛을 받아 에너지 준위가 높아졌다 하더라도 다시 에너지 준위가 낮아지며 광자를 방출하는 과정은 천천히 일어나도록 해야 한다. 이때 디스프로슘 이온이 에너지 준위가 높아진 전자를 가뒀다가 차례로 놓아주며 야광 페인트가 긴 시간 발광할 수 있도록 한다.

호앙 연구원은 야광 페인트가 발광을 지속할 수 있는 원인이 디스프로슘 외에 더 있을 것으로 생각하고 슈퍼컴퓨터를 이용해 복잡한 양자역학 계산을 수행했다. 그 결과 스트론튬 이온도 전자를 가두는 데 일정 역할을 하는 것으로 나타났다. 단 스트론튬 이온 중에서도 개발자의 의도와는 다른 위치에 들어간 것들만 전자를 가뒀다가 방출하는 역할을 할 수 있었다. 이번 연구는 야광 페인트의 발광 지속 시간을 더 늘리는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.