지질자원연구원 정헌생 박사·건양대 안양규 교수팀 온실용 광변환 유리 개발 광변환 기능 갖는 형광방출 성질 유리재료에 부여, 식물의 광합성 촉진 효과 국내 유리온실 보급률 저조, 온실용 유리시장 확대 가능성 높을 것 기대 한국지질자원연구원(www.kigam.re.kr)의 정헌생 박사는 최근 건양대 나노신소재학과 안양규 연구팀과 공동으로 산업자원부 지원을 받아 반영구적인 온실용 광변환 유리를 개발하였다. 연구팀에서는 비닐온실의 폐비닐 발생과 같은 문제점을 보완하기 위한 일환으로 이번 광변환 유리 개발에 착수하게 되었다고 밝히고 있다. 식물의 광합성이나 성장에 직접적으로 관여하는 파장은 가시광선 영역의 600~700nm 파장이다. 하지만 이 영역은 적외선에 가까운 파장영역으로써 태양광 중 단지 11% 정도이다. 온실용 광변환 유리는 광변환 기능을 갖는 형광방출성질을 유리재료에 부여함으로써 식물의 광합성에 도움이 되지 않는 자외선 영역의 300~400nm의 파장만을 흡수하여 550~650nm의 파장으로 변환시켜준다. 이번에 개발된 광변환 유리는 소다석회유리의 조성과 같은 용융유리와 TiO2-SiO2 박막 코팅유리를 제조한 후 Eu3+이온을 소지에 첨가하여 제조된 것으로 가시광선에서의 광투과 특성은 변하지 않는 특성을 갖는다고 밝혔다. 또한 300~700nm 파장 범위에서 형광 특성을 조사한 결과 300~500nm 범위내의 형광은 관측되지 않는 반면에 식물의 광합성에 필요한 5D0→7F2(=618nm)에서 가장 높은 세기의 형광을 방출한다는 결과를 얻을 수 있었다고 한다. 이와 같은 특성을 이용한 광변환 유리 온실에서 재배된 식물은 생육이 촉진되고 광합성 능력이 증가하며 수확량 증가 및 수확시기를 앞당길 수 있다. 작물 재배시험에서 몇 가지 종류의 작물을 직접 재배, 작물의 생육상태를 관찰한 결과 저광도 식물인 케일의 생육상태가 좋아지고 광합성 능력이 향상되었고, 고광도 식물인 피망, 가지, 토마토에서도 생장과 광합성 능력이 향상되었다고 밝히고 있다. 정헌생 박사는 “현재 온실용 판유리의 수요가 점차 늘어나고 있는 실정이며 이 유리의 광변환 기능을 부여하면 식물 성장을 촉진 시켜 수확기를 앞당길 수 있으며 에너지 절약효과와 농작물의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다”며 “현재 국내의 유리온실 보급률은 일본 대비 1%, 네덜란드 대비 0.2%에 지나지 않아 앞으로 유리 온실의 성장 가능성이 매우 높다”고 설명하고 있다. 또한 온실 1동(2천평)당 에너지를 추산한 결과 광변환 유리 온실 설치시 연간 6백6십만원 정도의 에너지 절약효과를 거둘 수 있으며 온실 면적을 2,000ha로 예상하고 전량 광변환 온실로 설치할 경우 연간 404억원의 에너지 절약 효과를 기대할 수 있다고 밝혔다. 문의)042-868-3595 吳德根 기자 광변환에 의해 광합성이 증진되는 원리 8주 동안 성장한 가지