화학물질 없는 ‘머리 염색’이 가능하다고?

보통 하얗게 세어버린 머리카락을 검게 만들어 다시 젊게 보이고 싶거나 알록달록 색상을 넣는 미용목적으로 머리 염색제품을 많이 사용하지만 성분에 함유되어있는 화학물질 때문에 염색이 진행되는 동안 마음이 그리 편하지 않은 것이 사실이다.

하지만 화학물질 없이 머리 색을 바꿀 수 있는 기술이 곧 등장할지도 모르겠다. 최근 미국 뉴멕시코 대학·로스앨러모스 국립 과학연구소 공동 연구진은 이온 빔(ion beam)을 이용한 새로운 염색 기술의 실마리를 찾아냈다고 발표했다.

연구진은 사람 머리카락 속에 숨겨져 있는 미세 나노패턴을 이용, 몸에 해로운 화학물질이 필요 없는 신개념 염색법을 만들어내는 것이 목적이었다. 연구진이 취한 방법은 각 머리카락에 회절격자(평면·오목 면에 여러 홈을 새긴 뒤, 각 홈에서의 회절 광끼리 간섭으로 스펙트럼을 얻을 수 있게 하는 광학 소자)를 에칭(etching, 화학적 부식작용을 활용한 가공법)해 빛을 반사시키는 것이었다.

연구진은 이를 위해 전자제품 제조에 주로 사용되는 집속이온빔(Focused Ion Beam) 방식을 택했다. 이는 전하를 띤 원자·분자무리인 이온빔을 직접 내리쬐어 원하는 패턴을 얻어내는 것으로 빛의 특정 대역폭을 머리카락에 새겨 각 색깔을 반사시킬 수 있도록 조절했다. 특히 변경된 색상이 빛에 적절히 반사될 수 있는 각도를 찾기 위해 연구진은 이에 적합한 아르키메데스 나선과 쌍곡선 패턴을 제작에 적용했다.



연구진은 해당 염색방법을 검은색, 갈색, 금발 등 총 3가지 머리 형태에 실제 적용해봤고 결과적으로 갈색 머리에 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다.

연구진에 따르면, 이는 회절격자를 통한 빛스펙트럼 반사효과를 머리카락에 응용한 것으로 별도의 화학적 부작용 없이 안전한 머리 염색이 가능하도록 한다. 뿐만 아니라 이 회절격자 스펙트럼 방식은 신용카드의 고유 식별 패턴을 변하게 하거나 제트기·민간항공기 위장, 자동차 분사엔진 구조 패턴 변동 등 보안·기계공학적 분야에 까지 폭넓은 응용이 가능하다고 연구진은 설명한다.

한편 이 연구결과는 피부과학 부문 국제학술지 ‘JCDSA(Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications)’에 발표됐다.

사진=University of New Mexico

조우상 기자 wscho@seoul.co.kr