투명망토 등 스텔스 기능 구현 '가상화 메타물질' 개발

류수근 기자 / 기사승인 : 2020-01-14 23:28:50
  • -
  • +
  • 인쇄
서울대·홍콩과기대 연구팀 디지털회로·신호처리 기술 활용

[메가경제 류수근 기자] 아직 자연에서 발견되지 않은 특성을 가지도록 설계된 물질을 ‘메타물질(meta material)’이라고 하고, '가상화 메타물질'(virtualized meta material)은 기존 메타물질 설계가 가지고 있는 물리적 구조의 한계를 극복하기 위해, 물리적 구조를 가상화된 디지털 회로 프로그램으로 대체 하는 개념이다.


국내연구진이 해외연구진과 공동으로 ‘광대역 스텔스 구현’을 위한 ‘가상화 메타물질’ 기술 개발에 성공했다.


서울대학교 전기정보공학부 박남규 교수와 조춘래 연구원 연구팀이 홍콩과기대학 젠슨 리 교수, 신화 웬 연구원과 공동으로, 음향 파동 물성을 자유자재로 구현할 수 있는 ‘가상화 음향 메타물질’ 기술을 개발했다고 과학기술정보통신부는 밝혔다.


 


[그래픽= 과학기술정보통신부 제공]
가상화 메타물질의 원리. [그래픽= 과학기술정보통신부 제공]

 


이는 기존 메타물질의 한계를 뛰어 넘어 여러 주파수에서 스텔스 기능을 구현하는 연구 성과로, 세계적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 14일 게재됐다.


자연에 존재하는 원자를 모사(模寫)한 인공구조물인 메타물질은 기존의 물질이 제공하지 못하는 특이한 물리적 성질을 가능하게 한다. 이런 성질을 이용해 고해상도 이미징, 투명망토 스텔스, 무반사 태양전지 등 다양한 기능을 구현할 수 있게 될 것으로 기대된다.


하지만 메타물질이 제공하는 성질은 제작에 사용된 자연물질과 구조체의 특성에 의해 결정되므로 모든 물성(물질이 가지고 있는 성질)을 구현하는 데는 어려움이 있다. 특히 주파수에 대한 응답을 제어하거나 설계하는데 큰 제약이 따른다.


연구진은 디지털 회로와 신호 처리 기술을 이용, 자연물질의 분극 현상(분자가 전자기적인 극성을 띄게 되는 현상)을 모사해, 실제 구조체 없이 원하는 파동 물성과 주파수 분산 특성을 자유자재로 구현하고 변경할 수 있는 ‘가상화 음향 메타물질’ 기술을 개발하는데 성공했다.


 


[그래픽= 과학기술정보통신부 제공]
분극률의 주파수 응답 특성 설계. [그래픽= 과학기술정보통신부 제공]

 


특히, 연구진은 공진 강도나 공진 주파수, 대역폭과 같은 주파수 분산 특성의 완전한 제어를 실험적으로 검증했으며, 이는 세계 최초로 주파수 분산 특성의 설계가 가능한 메타물질을 개발 한 것이라고 과기정통부는 전했다. 공진(Resonance)은 물체의 고유 진동수와 일치하는 외부의 힘에 의해 진동이 증폭되는 현상이다.


아울러 과기정통부는, 이 연구는 가상적인 메타물질을 통해 빛이나 소리의 반사, 산란같은 파동 현상들을 광대역으로 제어 할 수 있게 함으로써, 레이더나 소나(sonar·수중청음기)로부터 탐지되지 않는 ‘스텔스 기술’ 이나, ‘방음 및 흡음 설계 기술’ 등과 같은 새로운 메타물질 연구의 전기로서 더욱 의미가 크다고 밝혔다.


이 연구성과는 전자기·역학분야 메타물질 핵심원천기술확보와 실용화 연구를 추진중인 과기정통부 글로벌프런티어사업(파동에너지 극한제어 연구단)의 지원을 받아 이뤄졌다.


 


[저작권자ⓒ 메가경제. 무단전재-재배포 금지]

류수근 기자
류수근 기자

기자의 인기기사

뉴스댓글 >

최신기사

1

전자랜드, 14개 매장서 가전 제품 저렴하게 선봬
[메가경제=심영범 기자]전자랜드가 전국 주요 거점 매장에서 온라인 최저가보다 낮은 가격에 제품을 선보이는 프로모션을 4월 3·4주차 주말 동안 진행한다. 이번 행사는 서울 용산본점을 비롯해 경기 일산점·중동점, 대전 대전본점·중리점, 충북 분평점, 전북 인후점·익산점·서신점, 광주 상무점, 대구 죽전점, 울산 울산삼산점, 경남 도동점·진주성점 등 전국 14

2

'신랑수업2' 김성수, 박소윤과 '100일 이벤트'서 '취향 저격' 팔찌 선물
[메가경제=김지호 기자] 채널A ‘신랑수업2’에서 김성수가 박소윤을 위해 준비한 특별한 데이트가 안방극장에 설렘을 더했다. 100일을 기념해 정성껏 꾸민 하루가 공개되며 달달한 분위기를 자아낸 것. 지난 2일 방송된 ‘신랑수업2’ 3회에서는 김성수와 박소윤 커플의 기념일 데이트가 그려졌다. 두 사람은 만남 100일을 맞아 색다른 시간을 보내며 한층 가까워

3

'영재발굴단', 강준규·전민철 이어 NEW 영재 총출동...4.6%로 터졌다!
[메가경제=김지호 기자] SBS ‘영재발굴단 인피니티’가 첫 방송부터 과거와 현재를 잇는 특별한 서사로 진한 울림을 선사했다. 2일 밤 9시 첫 전파를 탄 ‘영재발굴단 인피니티’ 1회에서는 차태현, 미미, 미미미누가 스튜디오 MC로 함께한 가운데, 어린 시절 ‘영재발굴단’을 빛냈던 주인공들의 눈부신 성장과 새롭게 등장한 차세대 영재들의 이야기가 펼쳐졌다.

HEADLINE

더보기

트렌드경제

더보기