‘메타물질 망토’ 입으면 투명인간 된다?
메타물질로 들어온 빛은 완만하게 휘어 내부의 물체에 닿지 않고도 반대편으로 빠져나갈 수 있다. 즉 메타물질 뒤의 풍경이 그대로 비치기 때문에 중간에 아무것도 없는 듯 보인다.
메타물질에 닿은 빛은 유리나 거울에 닿았을 때와 전혀 다른 방향으로 꺾인다. 메타물질이 음의 굴절률을 가진 소재이기 때문이다. 사진-미국 로체스터대·케이스 드레이크 2008-09-26
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‘투명망토’ 곧 나온다?… 美연구팀, 마이크로파 영역서 실험 성공
‘백문이 불여일견’이라는 말이 수정돼야 할 날이 멀지 않아 보인다. 세계에서 처음으로 물체를 안 보이게 만드는 망토의 실험이 성공적으로 이뤄져 보이지 않는 사물에 대해서도 실체를 인정해야 하는 시대가 다가오기 때문이다. 사이언스데일리 등 외신들은 26일(현지시간) 어떤 공간, 어떤 각도에서나 물체를 안 보이게 만드는 기술이 개발돼 영화 속의 ‘투명 망토’가 현실화될 날이 눈앞에 다가왔다고 보도했다.
미국 오스틴 텍사스주립대(UT) 연구진은 새로 개발한 ‘플라스몬 메타물질’로 18㎝의 원통형 물체를 둘러 싸 마이크로파 영역에서 안 보이게 하는 데 성공했다고 독일 물리학회지 ‘뉴 저널 오브 피직스’에 발표했다. 연구진은 그러나 이 실험이 아직까지는 사람의 시각이 아닌 전자기장 스펙트럼 중 마이크로파에서만 유효하다고 밝혔다.
지금까지 개발된 투명망토 기술들은 대부분 빛을 휘어 돌아나가게 만드는 성질을 갖도록 조작한 인공물질인 ‘메타물질’ 소재에 집중돼 왔다. 빛은 불투명한 물체에 부딪치면 그 중 일부가 반사돼 우리 눈을 통해 사물을 보게 한다. 그러나 연구진이 개발한 플라스몬 메타물질은 유리컵처럼 빛과 파장 에너지를 그대로 통과시킨다. 그 결과 투명 망토가 물체와 만나면 서로의 빛을 상쇄해 보는 각도에 상관없이 물체가 투명하게 보이는 것이다.
문제는 망토의 크기다. “현재의 기술로는 망토의 크기를 키우는 데 한계가 있을 수 있다”고 연구팀의 알루 교수는 설명했다. 과학자들은 영화 ‘해리 포터’에 나오는 것과 같은 가시광선 영역의 투명망토는 언제 개발될지 속단할 수 없지만 이 기술을 다른 메타물질 기술과 결합시키면 5년 안에 플라스몬 투명망토가 현실화될 수 있을 것이라고 말했다.
관심을 끄는 것은 텍사스주립대 연구진의 연구용역비 상당 부분이 미 국방부로부터 지원된다는 점이다. 완전한 제품 개발이 이뤄진다면 군사적 목적으로 우선 사용될 수 있음을 시사한다. /정진영 2012.01.27
'투명망토' 입을 날 머잖아… "나도 해리처럼?"
어떤 공간이나 각도에서도 물체 안 보이게 하는 기술 개발돼
판타지 영화 해리포터 속 ‘투명 망토’가 현실에서도 실현될 수 있을 것으로 전망된다. 외신 BBC는 지난 26일(현지시각) 미국 오스틴 텍사스 주립대(UTA) 연구진이 새로 개발한 ‘플라스몬 메타물질’ 이 18㎝의 원통형 물체를 둘러 싸 마이크로파 영역에서 안 보이게 하는데 성공했다고 보도했다.
연구진이 새로 개발한 플라스몬 메타물질은 모든 물질에 ‘음주광성’(陰走光性: photonegative), 즉 빛을 산란시키지 않는 성질을 갖게 한다. 연구진이 개발한 이 물질이 물체와 만나면 서로의 빛을 상쇄해 물체가 투명하게 보인다. 지금까지 개발된 투명망토 기술들이 대부분 빛을 휘어 돌아나가게 만드는 성질을 갖도록 조작한 인공물질인 ‘메타물질’ 소재에 집중돼 왔던 것에서 한발 더 나아간 것이다.
연구진은 “플라스몬 은폐기술의 장점은 기존의 '형태전환' 메타물질' 투명망토에 비해 견고성이 뛰어나고 조작이 가능한 대역폭이 넓다는 것”이라며 "이는 자유 공간에서 물건을 감출 때의 요체"라고 전했다. 과학자들은 덧붙여 영화 ‘해리 포터’에 나오는 것처럼 가시광선 영역의 투명망토를 실현하기가 당장은 어렵지만 이 기술이 다른 메타물질 기술과 결합하면 5년 안에 플라스몬 투명망토를 걸치게 될 것으로 전망했다. 2012-01-28
‘휴대용 투명망토’ 수년내 나온다
연세대 김경식 교수팀.. 기존 메타물질에 탄성 부여… 구겨져도 은폐기능 유지
마법학교에 입학한 해리포터는 크리스마스를 앞두고 ‘투명망토’를 선물로 받았다. 눈에 보이지 않는 망토를 두르자 해리포터가 감쪽같이 사라졌다. 판타지 영화 속에서나 나오는 이 같은 일이 실제로 가능해질 것으로 보인다. 한국 과학자가 주도하는 국제 공동 연구진이 투명망토를 현실화할 수 있는 신소재를 개발했다.
김경식 연세대 기계공학과 교수(사진)팀은 데이비드 스미스 미국 듀크대 교수팀과 공동으로 전파가 반사되지 않고 휘어져 돌아가게 하는 ‘스마트 메타물질’을 개발했다고 26일 밝혔다. 전파보다 파장이 훨씬 짧은 가시광선까지 휘어지게 하지는 못했지만 연구를 수년간 더 진행하면 투명망토 제작이 가능하다고 김 교수팀은 설명했다.
투명망도 개념도
투명망토에 물체를 숨기면 빛이 휘돌아가 물체가 보이지 않는다. 김경식 교수팀은 물체와 망토가 움직여도 은폐기능이 유지되는 투명망토를 만들 수 있는 신소재를 개발했다. 연세대 제공
투명망토의 가능성은 스미스 교수가 2006년 영국 임피리얼대 존 펜드리 교수와 함께 처음으로 제기했다. 사람이 물체를 볼 수 있는 것은 가시광선이 물체와 부딪혀 반사되면서 나오기 때문인데, 당시 연구진은 가시광선이 물체에 반사되지 않고 돌아가게 하는 ‘메타물질’을 처음 개발했다. 그러나 이 물질은 크기가 수 μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m)에 불과하고 투명 효과가 떨어졌다. 또 숨기려는 물체의 모양에 맞춰 만들어야 하기에 물체가 움직여 망토가 접히면 그 효과도 사라졌다.
김 교수팀은 0.9mm 크기의 실리콘 고무튜브를 이어 붙여 200cm² 크기의 스마트 메타물질을 만들었다. 여기에 물체를 숨기고 레이더와 위성통신에 쓰이는 마이크로파를 쪼였더니 전파가 돌아 나가는 것을 발견했다. 이 재질은 탄성이 있을 뿐만 아니라 모양이 바뀌어도 굴절률이 자동적으로 바뀌어 은폐 기능을 그대로 유지했다. 망토로 만들어 입고 움직여도 투명 효과가 유지된다는 뜻이다. 이번에 시험 제작된 물질은 레이더망을 피할 수 있는 스텔스 기능에 당장이라도 활용할 수 있다.
김 교수는 “고무튜브를 지금의 수십만분의 1 크기로 작게 만들면 가시광선에도 투명 효과가 나타난다”며 “수년 내에 눈에도 보이지 않는 투명망토를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 20일자 온라인판에 실렸다. /이재웅 동아사이언스 2012-11-27
"야간 투시경도 못봐" '마법망토' 미군도 눈독
해리 포터의 마법망토가 현실이 되고 있다. 11일 영국 일간지 데일리메일에 따르면 캐나다 업체인 하이퍼스텔스 테크놀로지는 입으면 주변 환경과 동화돼 사람을 식별할 수 없게 만드는 위장 재질을 개발하고 있다. '퀀텀 스텔스'라 불리는 이 재질은 빛의 굴절을 이용해 물체를 식별하지 못하게 한다. 심지어 야간 투시경으로도 이를 볼 수 없다.
이 재질로 만든 망토를 덮어쓰고 숲에 들어가면 망토에 숲의 모습이 비춰 사람이 숨어있는 줄 모르게 된다. 또 벽에 서면 벽의 모양이 그대로 망토에 나타난다. 몸 전체를 덮으면 망토가 주변 환경과 동화돼 사람이 있는 줄 모르게 된다. 하이퍼스텔스 최고경영자(CEO) 기 크레이머는 "미군과 캐나다 군, 테러대응팀 등에서 이 기술에 관심을 갖고 주시하고 있다"고 말했다. 크레이머는 이 기술이 언제 실용화될지에 대해서는 언급하지 않았다. 사진=하이퍼스텔스 테크놀로지 웹사이트 2012.12.12