[굿모닝충청 남현우 기자] 국내 연구진이 수중에서 음파를 반사시키지 않고, 들어온 그대로 투과시키는 물질을 개발, 수중 스텔스의 핵심기술로 적용될 전망이다.
한국표준과학연구원(KRISS)은 원내 안전측정센터 소속 최원재 책임연구원과 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 왕세명 교수팀(이하 연구팀)이 제로 굴절률의 ‘메타물질(Metamaterial)’을 구현하고 수중실험에 성공했다고 20일 밝혔다.
최근 자연계에 없는 특성을 가진 메타물질에 대한 관심이 뜨거운 가운데, 연구팀은 투명망토에 메타물질을 이용해 빛을 극단적으로 제어해 제로 수준까지 굴절률을 낮출 수 있다는 점을 소리에도 이용할 수 있을 것이라고 보고 연구에 착수했다.
그동안 수중 스텔스를 가능케 하는 수중 음향의 제로 굴절률은 컴퓨터를 이용한 가상의 실험으로만 보고돼 왔다. 수중에 있는 물질이 물보다 음향의 전달속도가 느려야만 굴절률 제어가 가능하다는 그동안의 가설 때문이었다.
이에 연구팀은 발상을 전환해 물보다 전달속도가 세 배 이상 빠른 구리를 규칙적으로 배치함으로써, 제로 굴절률의 ‘음향양자결정(Phononic Crystal)’ 메타물질을 구현한 것이다.
연구팀에 따르면 제로 굴절률 메타물질에 음파를 쏘면 물질 끝단에서 통과하기 직전과 동일한 위상의 파동이 나오며, 메타물질 끝단의 형태에 따라 음파를 모을 수도, 퍼져 나가게 할 수도 있다.
최원재 책임연구원은 “잠수함 표면을 메타물질로 설계한다면 음파탐지시스템으로 관측되지 않는 스텔스 잠수함을 만들 수 있다”고 말했다.
또 왕세명 교수는 “음향을 원하는 방향으로 제어할 수 있어 기계 및 의학 산업은 물론 건축현장에서 층간소음의 근본적인 문제 해결에도 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
한편 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업의 지원을 받은 이번 연구결과는 융합과학분야의 세계적 학술지인 ‘사이언티픽 리포트’ 5월자에 게재됐다.
