마이크로프로세서와 마이크로폰, 스피커가 연결돼 있는 '가상화 메타물질' 모식도로, 마이크로프로세서가 신호를 감지해 산란파를 발생시킨다/자료=과기정통부
과학기술정보통신부는 서울대 박남규 교수, 조춘래 연구원과 홍콩과학기술대학(HKUST) 젠슨 리(Jensen Li) 교수, 쉰 웬(Xinhua Wen) 연구원으로 이뤄진 공동연구팀이 음향 파동 물성을 자유자재로 구현할 수 있는 ‘가상화 음향 메타물질’ 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
메타물질은 자연적 물질들이 할 수 없는 방식으로 빛과 음파를 상호 작용토록 인위적으로 설계한 구조물이다. 이를 통해 투명망토나 스텔스, 무반사 태양전지 등의 다양한 기능을 구현할 수 있다.
연구진은 이 같은 한계를 극복한 ‘가상화 메타물질’을 개발했다. 기존 메타물질의 물리적 구조를 디지털로 구현, 여러 물성을 구현할 수 있도록 한 것이다.
연구진은 실험을 통해 공진 강도나 공진 주파수, 대역폭과 같은 주파수 분산 특성을 제어하는 데 성공했다. 세계 최초로 주파수 분산 특성 설계가 가능한 메타물질을 만든 것이다.
연구진은 "세계 최초로 광대역 주파수를 제어할 수 있는 메타물질을 개발했다는 점이 큰 의미"라며 "이를 통해 빛이나 소리의 반사, 산란같은 파동 현상들을 광대역으로 제어 할 수 있게 됐다"고 말했다.
이 시각 인기 뉴스
이어 "레이더나 소나(음파탐지기)로부터 탐지되지 않는 스텔스 기술 개발 등에 응용하거나 방음 및 흡음 설계 등과 같은 새로운 메타물질을 구현할 수 있다"고 덧붙였다.
이번 연구성과는 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 게재됐다.