공기청정기·어선 집어등…LED 어디까지 켜봤니?

공기청정기·어선 집어등…LED 어디까지 켜봤니? 똑똑해지는 LED조명, 생활·산업 전반으로 영역 확산

빛을 내는 반도체인 LED가 무드등, 음이온발생 LED 조명기, 공기청정 LED스탠드 등 다양한 기능을 장착하며 갈수록 진화하고 있다. 이채근기자 mincho@msnet.co.kr   백열등(위)을 비출 때보다 적색 LED(아래)의 빛을 들깨에 비추면 수확 증대는 물론 에너지 절감에도 효과가 있다.<농촌진흥청 제공> 최근 네덜란드 한 데이트 주선 회사가 '리빙컬러'라는 조명기기를 사용해 미팅에 참석한 남녀의 호감도를 높였다. 갖가지 색깔로 로맨틱한 분위기를 연출하면서 커플 성공률을 높인 것이다. 여기서 사용된 리빙컬러는 다양한 색깔을 낼 수 있는 LED(발광다이오드)로 만든 조명기기. LED의 등장으로 인해 단순히 불만 밝히던 조명 트렌드가 인간의 '감성'까지 움직이는 기기로 변하고 있다. 이 뿐만이 아니다. '미래의 빛'이라고 일컫는 LED는 이제 단순한 조명이 아니다. 이미 휴대전화·노트북·액정표시장치(LCD) TV 등 정보기술(IT) 기기의 필수품으로 자리 잡았고, 자동차·건물 조명은 물론 이젠 농·어·축산업과 공기청정기 등에도 활용범위를 넓히고 있다. 갈수록 똑똑해지고 있는 LED 세상으로 들어가 본다. ◆LED를 탑재한 공기청정기 분명 공기청정기라고 했다. 하지만 에너지전문기업인 ㈜광성개발 이기혁 대표가 들고 온 것은 여느 스탠드조명과 모양이 다를 게 없었다. 다만 백열전구가 아닌 요즘 뜨고 있는 LED스탠드라는 점이 다를 뿐이었다. 이 대표는 의심하는 기자에게 LED 램프를 켜서 눈앞에 내밀었다. 불이 들어온 LED 가까이에 손을 갖다대 보라고 했다. 손에서 시원한 느낌이 느껴졌다. 이 대표는 "음이온이 나오는 것"이라고 했다. LED가 공기청정기로 변한 까닭은 뭘까? 빛의 파장대별 특성 때문이다. 눈으로 식별이 가능한 파장이 400~700nm의 가시광선과 400nm 이하의 자외선, 700nm 이상의 적외선 기능을 각기 가진 LED로 탄생하는 것이다. 가시광선 LED는 일반적인 조도용, 적외선 LED는 공기정화 및 탈취, 자외선 LED는 살균 등의 기능을 가지는 식이다. 이 대표는 "담배연기나 악취를 제거하는 공기청정 효과와 살균 및 항균 건강기능이 하나로 융합된 다기능 친환경 IT제품"이라며 "이 때문에 아이들의 기침·천식·아토피가 잦은 가정집, 애완견을 기르는 집은 물론 호프집·노래방·레스토랑·학교·병원 등 다양한 공간에서 요즘 LED스탠드가 인기"라고 했다. ◆색깔로 맞춤식 교육을 요즘 LED 전문업체는 다양한 색깔로 사람의 감성을 조절하는 연구가 한창이다. LED는 빛의 삼원색인 적색·녹색·청색의 광원을 적절히 조절해 다양한 색깔을 낼 수 있기 때문이다. 국내 한 소설가가 쓴 책에 실린 글귀가 떠올랐다. '흰색 빛투성이인 집에서 본 아내의 삭막했던 얼굴이 특급 호텔의 은은하고 다양한 색깔 아래에서는 사랑스럽게 느껴진다.' 한 마디로 '무드등'의 탄생이다. 대부분의 나이트클럽이나 술집이 흰색이 아닌 다양한 색깔의 불을 밝힌 이유일 게다. 국내 한 업체는 이러한 LED의 특징을 학교 교실에 활용하는 시도를 하고 있다. 이 업체 홈페이지에 소개한 것에 따르면 청색 LED는 밝기가 다른 원색에 비해 밝아 두뇌의 사고 속도를 높이는데 효과적이어서 응용력을 요구하는 수리영역(수학·과학 등) 학습에 효과적이다. 황색 LED는 언어암기영역(국어·국사·윤리 등)에 좋단다. 노란색은 안정감을 주기 때문에 장시간 집중하는데 도움이 줄 수 있다고 했다. 마지막으로 적색 LED는 부드럽고 안정감을 주기 때문에 상상력을 자극하여 창조력을 요구하는 미술, 음악 등의 예술영역에 도움이 된다. ㈜광성개발 윤대희 기술연구소장은 "LED는 전류가 흐르면 빛을 내는 반도체다. 일종의 전자회로이기 때문에 손쉽게 색을 조절할 수 있다"고 했다. ◆LED등으로 물고기 낚는다 요즘 어부들도 물고기 잡는데 LED등을 활용하고 있다. 국립수산과학원은 LED를 이용해 에너지를 기존 방식보다 60%까지 절감할 수 있는 어업용 집어등을 개발, 어업인에게 보급 중이다. 집어등은 야간에 불빛을 밝혀 어군을 모아 물고기를 잡을 때 사용하는 등으로, 오징어와 갈치 채낚기가 대표적이다. 그동안 백열전등을 활용한 집어등은 기름 소비가 많았다. 백열전등을 LED로 바꾸면 유류비를 40∼60% 절감할 수 있기 때문에 고유가 시대를 맞아 어업경영에 어려움을 겪고 있는 어업인들에게 큰 도움이 될 것이라고 국립수산과학원 측은 설명했다. 국립수산과학원 한 관계자는 "향후 모든 어선의 집어등을 LED 집어등으로 대체하면 연간 222만 드럼의 유류절감을 통해 약 3천억원의 에너지 비용을 절감할 수 있다"며 "또 이산화탄소 115만t을 감소할 수 있는 효과도 있다"고 말했다. ◆LED 빛으로 농사 짓는다 LED를 참외에 비춰주면 수확이 늘어난다. 국화의 꽃 피는 시기를 조절해 상품성을 높일 수 있고, 해충을 쫓기도 한다. 국내 연구진에 의해 밝혀진 사실이다. 대부분의 식물은 광(光)인식 단백질인 '피토크롬'(phytochrome)을 통해 주요한 생육 작용을 조절한다. 예를 들어 식물이 봄, 여름 동안 키가 자라다 가을이 되면 꽃을 피우는 것도 피토크롬이 해 길이를 감지하기 때문이다. 농촌진흥청 홍성창 박사팀은 자외선, 가시광선, 적외선을 대상으로 어떤 빛이 피토크롬에 가장 반응하는지에 대해 연구했다. 해가 진 후에도 인공 빛을 쪼여 피토크롬이 작동하면 식물 생장이 빨라질 수 있다는 생각에서다. 홍 박사팀은 7년여 연구 끝에 들깨, 인삼, 참외에 적합한 빛을 찾아냈다. 가시광선 영역에서 파장이 긴 적색광과 적외선이 대부분 작물의 피토크롬 기능을 촉진했다. 홍 박사팀의 연구는 LED의 출현으로 현실이 됐다. 그동안 농업에서 사용된 인공조명인 백열등은 모든 가시광선이 다 나와 실제로 적용하는 데 힘이 들었지만 원하는 색깔의 빛만 골라낼 수 있는 LED는 안성맞춤인 것. 연구진은 "해가 지고 나서 참외에 LED로 적외선 근처의 빛을 쪼여 줬더니 수확량이 25%나 증가하는 것을 확인했다"며 "토마토, 인삼도 적외선에서 좋은 효과를 보였고 들깨, 딸기는 적색광에서 수확이 늘었다"고 했다. LED를 활용하면 해충 방제 효과도 있는 것으로 나타났다. 해충은 파장이 짧은 자외선 영역의 빛을 좋아하고 파장이 비교적 긴 노란색, 붉은색 영역의 빛을 싫어하는 것으로 알려져 있다. 홍 박사는 "사과, 배, 복숭아에 LED로 노란색 빛을 비춰줬더니 해충이 억제되는 것을 확인했다"고 밝혔다. 경상북도가 최근 구미에 시범설치하고 있는 '완전밀폐형 식물공장'도 LED를 활용한 식물공장이다. 통제된 시설 안에서 빛과 온도, 습도, 이산화탄소, 배양액 등의 재배조건을 인위적으로 조절할 수 있어 계절과 날씨에 관계없이 농작물을 안정적으로 생산하는 시스템이다. 식물의 생육에 필요한 햇빛은 LED가 대신했다. 조절이 불가능한 햇빛에 비해 LED는 파장에 따라 작물에 맞춤형 광질을 조절할 수 있어 생육 환경이 더 효율적이라는 게 경북도 관계자의 설명이다. 경북도 김종수 경북도 쌀산업 FTA대책과장은 "완전밀폐형 식물공장이 설치되면 최근 문제가 되고 있는 일조량 부족 문제가 해결된다"며 "LED의 등장으로 농업 분야에도 혁명이 일고 있다"고 말했다. 이쯤 되면 LED는 '빛의 마술사'라고 불려도 손색이 없을 듯하다. 정욱진기자 penchok@msnet.co.kr ※LED는? LED를 풀어쓰면 'Light Emitting Diode'로 발광다이오드 즉, '빛을 내는 반도체'라는 의미다. 인류가 불을 발견한 이래 '등불->백열등->형광등'으로 이어진 빛의 진화에서 마지막 주자라며 LED를 '제4의 빛'으로 부른다. LED 조명은 전기를 흘려주면 자체적으로 빛을 내는 LED 칩을 하나, 또는 여러 개 묶어서 만든다. LED의 발광 원리는 1907년 반도체에 전압을 가했더니 빛이 나오는 것이 관측되면서 발견했다. 반도체의 전자(E)는 외부 전압에 따라 에너지의 편차가 생기게 되는데, 이때 높은 에너지에서 낮은 에너지로 바뀌는 순간 빛을 발하게 되는 것이다. 전자의 에너지 차이가 크면 청색, 작으면 적색, 중간 정도면 녹색의 빛을 낸다. LED가 실생활에 적용된 것은 1962년 미국 제너럴일렉트로닉스(GE)가 처음 적색 LED를 상용화하면서부터다. 이어 1993년 일본 니치아화학공업의 수지 나카무라 박사가 청색 LED를 개발했고 1997년 청색 LED에 노란색 형광체를 사용해 하얀빛을 내는 백색 LED를 개발했다. LED가 색의 기본요소인 적(R)·녹(G)·청(B)에 백색까지 내면서 다양한 자연색을 낼 수 있게 된 것. 특히 백색 LED가 개발되면서 LED 조명이 일반 조명을 대체할 수 있는 램프로 확산하게 됐다. ※미래를 먹여 살릴 산업? 현대경제연구원은 최근 미래 한국을 먹여 살릴 주력 산업으로 9가지 부품소재산업을 꼽았다. 이 가운데 발광다이오드(LED) 조명과 유기발광다이오드(OLED)가 명단의 제일 윗부분을 차지했다. 특히 LED 조명은 현재 세계 조명시장의 3.1%에 불과하지만 2015년이면 28%를 차지하면서 백열등을 제칠 것으로 예상하고 있다. 이 때문에 우리 정부도 2015년 '세계 톱3 LED 조명 강국'을 새 비전으로 설정해, 2015년까지 전체 조명에서 LED가 차지하는 비중을 30%까지 늘리는 내용의 'LED 조명 15/30 보급 프로젝트'를 추진하고 있다. ※LED 조명의 응용분야<자료:산업연구원> 가시광선 LED--각종 실내외 조명, 휴대폰용, LCD BLU(Back Light Unit), 자동차 조명, 표시 소자, 감성 조명 등 적외선 LED--리모컨, 적외선 통신, 광통신, 검출기, 적외선 사진기, 위조감별, 감정평가, 근육치료, 농산품 건조기, 공기정화, 탈취 등 자외선 LED--살균, 피부병 치료, 의료용, 섬유·화학 산업, 폐수처리, 탈취, 위폐감별, 환경 센서 등 Copyrights ⓒ 1995-, 매일신문사 All rights reserved.

朴昌鎬님의 파란블로그에서 발행된 글입니다.