노준석 교수와 이동우 연구팀, 빛·소리 제어하는 메타물질 설계||지진파 인공 제어…군사·기
포스텍 연구팀이 전파에 탐지되지 않는 스텔스 전폭기처럼 물속에서 음파에 탐지되지 않는 스텔스 잠수함을 만들 수 있는 ‘메타물질’을 개발했다.
30일 포스텍에 따르면 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 통합 과정 이동우씨 연구팀이 빛뿐만 아니라 소리 영역까지 제어할 수 있는 메타물질을 설계하고, 음파탐지기에도 잡히지 않는 수중 스텔스 메타표면을 제안했다.
메타물질은 자연계에 없는 특성을 지닌 물질을 통칭한다.
대표적인 메타물질 기술이 투명망토이다.
원래 플러스(+) 방향으로 굴절되는 빛을 제어해 마이너스(-)나 제로 굴절률까지 구현하면 마치 물체가 없는 것처럼 보이게 하는 기술이다.
연구팀이 개발한 메타물질은 음파의 굴절률을 제어하는 기술이다.
연구팀은 음파의 굴절률을 제어해 음파가 반사되지 않고 획기적으로 흡수할 수 있는 메타표면을 이론적으로 확인했다.
이 메타표면은 음파의 공진을 이용해 물체를 탐지하는 음파탐지시스템으로 잡히지 않는 수중 스텔스 기능을 얻을 수 있다.
연구팀은 또 메타표면의 설계 방법에 따라 지진파와 같은 탄성 파동을 통과시키거나, 방향을 바꾸는 것이 가능하다는 것도 확인했다.
대륙의 판과 판이 부딪히거나 쪼개질 때 발생하는 에너지 파동을 극단적으로 제어하는 데 활용해 지진으로부터 원자력발전소나 건축물을 보호할 수 있다.
건축물이나 기계장치에서 메타물질을 이용해 진동이나 소음을 원하는 방향으로 우회시키는 등 층간 소음이나 기계 소음 등을 해결하는 기술로 적용할 수 있다는 것.
노준석 교수는 “제로 굴절률 메타물질은 음파를 투과시킬 뿐만 아니라 원하는 방향으로 제어할 수 있어 군사·기계·의학 등 다양한 분야에 적용할 수 있다”고 설명했다.
김웅희 기자 woong@idaegu.com