서울대 차세대융합기술연구원은 7일 융기원 소속 박상윤 박사와 이영백 한양대 교수의 공동연구 결과 물을 이용한 메타물질 개발에 성공했다고 밝혔다.
메타물질은 자연상태에 존재하지 않는 특성을 구현하기 위한 ‘메타원자’(meta atom)로 이루어진 물질로 전자파, 음파를 흡수, 반사를 임의로 조작할 수 있어 스텔스 기능이 가능한 물질이다.
연구팀이 개발한 기술은 얇은 금속의 막을 이용했던 기존의 메타물질과 달리 세계 최초로 물방울을 이용한 메타물질로 물방울의 형태를 제어해 전자파 흡수를 조정할 수 있다. 박상윤 박사는 “기존 메타물질과 달리 일반적인 ‘에어 스프레이’ 공정을 이용해 물방울에 특정패턴을 적용할 경우 메타물질의 특성이 나온다는 점을 밝혀낸 첫 사례”라며 “향후 상용화를 위한 기초자료로서 그 의미가 있다”고 설명했다. 이번 연구는 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’에 지난달 10일 게재됐다.
그림설명: 위성-군사 통신 주파수 영역인 X-band 등에서의 물방울에 기반한 메타물질이 전자파를 흡수하는 특성과 실제 스텔스 실험에서 무기체계가 레이더망에서 사라진 모습(그림 C) 자료제공: 서울대 차세대융합과학연구원
연구팀에 따르면 물을 이용한 메타물질은 제작이 쉽고 투명하고 유연한 물질을 포함한 다양한 물질에 적용 가능한 점이 특징이다. 특히, 레이더와 같은 전자기파를 넓은 주파수영역에서 완전히 흡수하므로 군사용 목적의 스텔스 도료로 사용하거나 전자기나 소리 등을 막는 산업용도로 활용 가능하다.
박상윤 박사는 “군사용 목적으로 활용한다면 3년 이내에 실용화가 가능할 것”이라고 예상했다. 이영백 교수는 “물 이용 메타물질은 제작이 용이한 광대역 완전흡수 기능의 물질로 세계최초로 물을 이용하여 메타물질을 만들 수 있음을 확인한 성과”라며 “산업용 전자기파 차폐물질로 적용이 될 수 있는지에 대한 응용성을 확대하는 과제가 남아 있다”고 덧붙였다.
絵説明: 衛星-軍事通信周波数領域である X-band などでの水玉に基盤したメタ物質が電磁波を吸収する特性と実際ステルス実験で武器体系がレーダー網で消えた姿(絵 C) 資料提供: ソウル大次世代融合科学研究員