국내 연구진, 스텔스 기능 구현 메타물질 개발

실제 구조체 없이 새로운 물질개발 성공…"디지털회로·신호처리 기술 활용"

[뉴스토마토 박현준 기자] 국내연구진이 해외연구진과 공동으로 광대역 스텔스 구현을 위한 가상화 메타물질 기술 개발에 성공했다. 

 

과학기술정보통신부는 14일 서울대학교 박남규 교수, 조춘래 연구원 연구팀이 홍콩과기대학과 함께 음향 파동 물성을 자유자재로 구현할 수 있는 '가상화 음향 메타물질' 기술을 개발했다고 밝혔다. 가상화 메타물질은 기존 메타물질의 물리적 구조의 한계를 극복하기 위해 물리적 구조를 가상화된 디지털 회로 프로그램으로 대체하는 것을 말한다. 

 

이번 기술 개발은 기존 메타물질의 한계를 뛰어 넘어 여러 주파수에서 스텔스 기능을 구현한 것이 성과로 꼽힌다. 이날 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈' 온라인판에 게재됐다. 메타물질은 자연에 존재하는 원자를 모사한 인공구조물로, 기존의 물질이 제공하지 못하는 특이한 물리적 성질을 가능하게 한다. 과기정통부는 고해상도 이미징, 투명망토 스텔스, 무반사 태양전지 등 다양한 기능을 구현할 수 있을 것으로 기대했다. 

 

메타물질은 제작에 사용된 자연물질과 구조체의 특성에 의해 결정돼 모든 물성을 구현하는 데는 어려움이 있다. 특히 주파수에 대한 응답을 제어하거나 설계하는데 큰 제약이 따른다.

 

가상화 메타물질의 원리. 자료/과기정통부

 

연구진은 디지털 회로와 신호 처리 기술을 이용해 자연물질의 분극 현상을 모사해 실제 구조체 없이 원하는 파동 물성과 주파수 분산 특성을 자유자재로 구현하고 변경할 수 있는 가상화 음향 메타물질 기술을 개발하는 데 성공했다. 또 공진 강도나 공진 주파수, 대역폭과 같은 주파수 분산 특성의 완전한 제어를 실험적으로 검증했다.  

 

이번 연구는 전자기·역학분야 메타물질 핵심원천기술확보와 실용화 연구를 추진중인 과기정통부 글로벌프런티어사업의 지원을 받았다. 

 

박현준 기자 [e-mail]