▲ 국민대 도영락 교수팀이 개발한 LED광원.(사진=취재부 방현정 기자)

 
인간이 만든 빛, 즉 인공조명은 인간 문명에 일대 혁명을 일으켰다. 조명을 통해 밤 시간도 지배하게 되면서 찬란한 연구 업적과 산업 발전을 이룩했고, 새로운 문화를 꽃피웠다. 하지만 때와 장소를 가리지 않고 시야를 파고드는 불빛은 우리의 생리시계를 교란시키는 부작용을 가져왔다.

그렇다면 자연광의 일주기성을 모사한 인공광은 인공조명이 미치는 부정적인 영향력을 줄일 수 있지 않을까. 이를 국내 연구진이 해냈다. 국민대 도영락 교수팀이 사람의 일주기 리듬 교란을 최소화할 수 있는 LED광원을 개발한 것이다.

도영락 교수는 개발한 LED광원에 대해 “효율과 색 품질을 만족시키면서 환경과 사람에 끼칠 수 있는 악영향을 최소화하는, 자연광 스펙트럼과 유사한 LED광원이다. 청색 빛이 강한 차가운 백색의 LED광원에 노출되면 멜라토닌 분비가 억제되어 숙면을 방해받을 수 있기 때문에 낮 활동 시에는 차가운 백색, 해가 질수록 따뜻한 백색으로 색온도를 조절해 일주기 리듬을 유지시켜 준다. 청색 기반의 녹색, 황색, 적색 형광체를 주입한 광원으로, 그 위에 청색은 반사시키고 나머지 색은 투과시키는 필터를 장착했다”고 소개했다.

이 LED광원은 형광체와 필터를 적용한 것이 핵심이다. 형광체는 스펙트럼 분포가 넓어 네 개 정도만 조합해도 충분히 자연광의 스펙트럼 분포와 유사하기 때문에 연색성과 색 품질이 우수하다. 또 각각의 형광체를 다 조절할 수 있기 때문에 모든 컬러 구현이 가능한 점이 다른 광원들과 차별적이다.

자연광을 모사하는 LED광원은 과연 일주기 리듬에 어떤 메커니즘으로 작용하는 것일까. 도영락 교수는 “사람의 눈에는 밝기, 색상, 비시각적인 요소(일주기성)를 탐지하는 센서가 있다. 그 중 비시각적인 요소에 대한 민감도는 400~450nm에서 높아 낮에 파란색이 강한 빛을 받아들이면 뇌에서 멜라토닌 분비를 억제시킨다. 해가 저물면서 점차 파란빛의 양이 줄어들게 되는데, 밤 10시쯤부터 뇌는 멜라토닌 분비를 촉진시켜 인간이 수면을 취하게 하고, 건강한 생활을 영위할 수 있게 만든다. 우리가 개발한 LED조명은 낮에는 청색광을 높여 차가운 백색을 유지시키고, 밤에는 천천히 줄여 10시쯤 되면 청색광이 거의 안 나오게끔 조절할 수 있다”고 개발한 LED광원의 기전에 대해 설명했다.

자연광이 만들어내는 스펙트럼에 가깝게 연출할 수 있는 광색을 갖춘 이 LED광원은 자연광에 따른 일주기성과 관련된 모든 문제들을 해결하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 도영락 교수는 “일주기성이 깨지면 집중도, 면역력 등에 미치는 영향이 크다. 일주기성을 유지시켜주는 프로그램을 내장한 우리 램프가 하나의 장기적인 방법론이 될 것이라 생각된다”고 LED광원의 적용 분야에 대해 언급했다.

끝으로 도영락 교수는 “시제품 제작에 주력하면서, 우리가 주장하는 바를 많은 이들에게 알려 환경과 사람에게 미치는 램프의 영향을 이해시키고 싶다. 얼마나 나쁜 빛 환경 속에서 살고 있는지에 대해 많은 이들이 인식하고, 이를 빛 환경에 반영할 수 있었으면 좋겠다”고 향후 계획과 바람에 대해 밝혔다.

/ 방현정 기자 news@lednews.net