스코틀랜드의 한 화학자가 자외선에 활성화된 잉크 형성 과정을 통해 포장된 제품내의 산소 유무를 밝혀내는 기술을 개발했다.

스코틀랜드 Strathclyde대학교 화학과 교수 Andrew Mills이 개발한 잉크는 공기와 일상의 빛에서 푸른색을 띠지만 자외선 펄스가 조사되면 흰색으로 바뀌고 다시 보통 빛에서는 푸른색으로 돌아온다. 그러나 산소가 존재하지 않는 대기에서 잉크는 자외선 펄스 후에도 무색을 나타내게 된다.

일반 대기에서는 ´지능 잉크´가 푸른색을 띠지만 산소가 없는 포장 내에서는 무색을 띈다.

이 잉크는 환경에 대한 정보 즉 지식을 제공하는 ‘지능 잉크’라 불린다고 Mills 교수는 설명했다. ´지능 잉크´는 팩키지가 적절히 포장되었거나 변경되었는지를 혹은 초기 포장내의 환경이 변화되었는지를 알려주기 때문에 최신 포장 공정, 특히 식료품과 음료 등에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

변형 대기 포장(MAP)은 식품 산업에서 더욱 각광받을 것으로 기대되는 분야로 전형적으로 이산화탄소나 질소와 같은 불활성 기체를 포장 내부에 채우게 되며 공기는 제거된다.

Mills 교수의 말에 따르면, 개발된 잉크는 팩키지에 사용될 수 있고 색 변화를 통해 숙련되지 않은 눈을 가진 사람조차도 팩키지에 오류가 있다는 것을 확인할 수 있을 것이다라고 전했다.

검출 형성은 4 가지가 일반적이고 값싼 재료로 구성된다. 즉 수용액에서 분산된 티탄 산화물 반도체, 희생 전자 주게(triethanolamine), 산화/환원 지시 염료 수용액(methylene blue), 보호 고분자(hydroxyethylcellulose) 등이다.

티탄 산화물 입자는 자외선이 조사되었을 때 전자-홀 쌍을 형성한다. 전자는 염료를 환원시켜 염료의 색이 바래고, 홀은 triethanolamine을 산화시킨다. 고분자 보호제는 염료가 플라스틱, 금속, 종이, 혹은 다른 표면에 스핀 코팅되도록 한다.

잉크는 반복적 자외선 조사에 의해 재활용될 수 있으며 연구진이 개발한 산소를 감지하는 여러 방법들 중에 하나라고 Mills 교수는 전했다. 또한, 다양한 색 변화와 여러 단계의 민감성을 부여할 수 있다고 덧붙였다.

이번에 개발된 잉크가 식품 산업에서 활용되기 전에 항미생물 혹은 항산화 식품 첨가제나 미생물 오염이 잉크의 지시약으로서의 작용을 방해하진 않는가에 대한 연구가 먼저 수행되어야 한다고 연구진은 언급했다.

Strathclyde팀은 현재 이러한 연구를 진행하고 있다. 이와 함께 암모니아나 이산화탄소 등을 검지할 수 있는 잉크를 개발 중이라고 한다.

이번 연구에는 이 대학의 박사 연구원인 이수근과 Anne Lepre가 협력한 것으로 전해졌다.