전체기사

2025.03.29 (토)

  • 구름많음동두천 2.7℃
  • 구름많음강릉 2.7℃
  • 구름많음서울 4.0℃
  • 흐림대전 5.3℃
  • 흐림대구 7.3℃
  • 흐림울산 5.7℃
  • 흐림광주 5.0℃
  • 흐림부산 7.5℃
  • 흐림고창 3.3℃
  • 흐림제주 7.8℃
  • 구름조금강화 3.5℃
  • 흐림보은 3.8℃
  • 흐림금산 5.2℃
  • 흐림강진군 5.5℃
  • 흐림경주시 5.6℃
  • 흐림거제 8.7℃
기상청 제공

지역네트워크

POSTECH 노준석 연구팀, 지진파 인공 제어 수중 스텔스 기술로도 활용 가능

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 빛의 굴절 방향을 조절하거나 흡수해 모습을 감출 수 있는 투명망토를 실현케하는 메타물질이 알려지면서 주목받고 있다. 최근에는 POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)에서 음향파나 지진파까지 조절할 수 있는 메타표면을 설계했다. 이는 음파탐지기로도 추적할 수 없는 잠수함을 만들거나, 지진을 회피하는데 활용될 수 있어 관심을 모으고 있다.  

 

POSTECH 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 통합과정 이동우씨 연구팀은 빛뿐만 아니라 소리 영역까지 제어할 수 있는 메타물질을 설계하고, 물속에서 음향 굴절률을 조절해 파동을 흡수하거나 통과시킴으로써 음파탐지기에도 잡히지 않는 ‘수중 스텔스 메타표면’을 제안했다. 뿐만 아니라 진동과 같은 판에서의 파동 흐름을 극단적으로 바꿀 수 있는 것을 확인했다. 특히 실현 불가능케 여겨져왔던 무한한 굴절률인 특이점이 존재하는 클로킹 현상을 실제로 구현할 수 있는 방법론을 제시했다. 

 

이번 연구의 성과는 응용물리 분야 권위지 ‘저널 오브 어플라이드 피직스(Journal of Applied Physics)’와 ‘피지컬 리뷰 어플라이드(Physical Review Applied)’ 에 각각 게재됐다. 
 
자연에서 빛이 어떤 물질을 만났을 때, 일반적으로 양(+)의 방향으로 굴절되는 성질이 있다. 메타물질은 이런 빛의 굴절 특성을 음(-)의 방향, 완전 투과를 일으키는 제로 굴절률(0) 또는 완전 흡수체를 설계할 수 있다. 이 때문에 메타물질을 만나면 투명하게 보이는 것이다. 

 

굴절률은 빛뿐만 아니라 소리도 제어할 수 있는데, 연구팀은 음향의 굴절률을 제어해 음파(音波)가 반사하지 않고 획기적으로 흡수할 수 있는 메타표면을 이론적으로 확인했다. 분리형 오리피스 도관(Split-Orifice-Conduit) 하이브리드 공진기의 배열을 통해 광대역(14kHz~17kHz)에서 음파를 흡수할 수 있도록 두께가 얇은 메타표면을 설계했다. 이렇게 설계된 메타표면은 음파의 공진을 이용해 물체를 탐지하는 음파탐지시스템으로 탐지되지 않는 ‘수중 스텔스 기능’을 얻을 수 있다. 

 

한편, 연구팀은 메타표면을 어떻게 설계하느냐에 따라 지진파와 같은 탄성 파동을 통과시키거나, 방향을 바꾸는 것이 가능하다는 것을 확인했다. 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’인 질량으로 인한 중력장의 변화에 따른 시공간의 휨 속에서 빛의 경로가 바뀐다는 아이디어를 차용하여 곡면 판에서 극단적인 탄성 파동을 제어할 수 있는 플랫폼을 제안했다. 그 예시로 굴절률 특이점 렌즈, 즉 두께가 거의 0에 수렴하는 메타표면 렌즈를 만들어 넓은 주파수 대역(15kHz~18kHz)에서 90도, 180도로 휘어질 수 있는 탄성파 이튼(Eaton) 렌즈를 얇은 곡면 판에서 구현했다. 

 

또한 이론상 존재해왔던 특이점이 존재하는 클로킹 현상을 실제로 구현할 수 있는 방법론을 제안하여 추후 극단적인 천체인 블랙홀과 같은 현상들을 탄성파에서 테스트 베드로 활용 가능할 것으로 기대된다. 이러한 굴절률 특이점의 이해를 바탕으로 대륙의 판과 판이 부딪히거나 쪼개질 때 발생하는 에너지 파동을 극단적으로 제어하는 데 활용하여 지진으로부터 원자력발전소나 건축물을 보호할 수 있을 것으로 기대된다. 

 

메타물질 연구로 세계의 시선을 끌고 있는 노준석 교수는 “지금까지 메타물질 연구는 빛이나 전자기파에 집중됐지만, 음파나 지진파에도 적용될 수 있음을 확인했다”며 “특히, 심해 환경 속에서 수중 음파 탐지기를 피할 수 있는 잠수함, 지진이 와도 멀쩡한 원자력발전소를 만드는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 
 
이 연구는 한국수력원자력 K-CLOUD 사업, 한국연구재단 글로벌프론티어사업, 중견연구사업, RLRC 지역혁신선도연구센터‘ 글로벌박사양성사업의 지원으로 수행됐다

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기
어기구 , 현대제철 임금협상 중재자 역할에 나서
[시사뉴스 강민재 기자] 더불어민주당 어기구 의원(국회 농림축산식품해양수산위원회 위원장, 충남 당진시)은 지난 27일, 현대제철 당진제철소를 방문하여 임금협상에 난항을 겪고 있는 사측과 노조 임원진들과 간담회를 가졌다. 현대제철은 지난해 9월부터 시작된 노조와의 임금협상을 마무리 짓지 못하고 여전히 평행선을 달리고 있다. 현재까지 협상 물꼬를 찾지 못하면서 사측의 직장 폐쇄와 노조의 파업이라는 극한 대립 상황에 빠졌다. 지난 제20대 국회부터 현재까지 의원연구단체인 ‘국회철강포럼’의 공동대표로 연구 활동하고 있는 어기구 의원은 산업의 쌀이라 불리는 철강산업이 글로벌 시장에서 지속가능한 경쟁력을 확보할 수 있도록 활발히 활동하고 있다. 특히, 참여정부 경제사회발전노사정위원회 전문위원으로 활동하기도 했었다. 이러한 경험을 바탕으로 어기구 의원은 상대방을 존중하고 서로 조금씩 양보하여 위기의 철강산업을 노사가 힘을 합쳐 슬기롭게 풀어나갈 수 있도록 적극적인 중재 역할에 나섰다. 간담회를 마친 뒤, 어기구 의원은 최근 당진제철소에서 발생한 중대재해 사고 발생 현장을 찾아 재발방지를 위한 근본적인 대책을 촉구했다. 또한, 어기구 의원은 고용노동부로부터 현대제철에서 발

경제

더보기
이노비즈協, ‘경남이노비즈협회 제21차 정기총회 및 이취임식’ 개최
[시사뉴스 홍경의 기자] 이노비즈협회는 지난 27일 창원 그랜드 머큐어 앰배서더 호텔에서 ‘경남이노비즈협회 제21차 정기총회 및 제10대·11대 회장 이·취임식’을 성황리에 개최했다고 밝혔다. 28일 이노비즈협회에 따르면 행사에는 박완수 경상남도지사, 박민원 국립창원대학교 총장, 홍남표 창원특례시장, 이상연 경남경영자총협회 회장, 손한국 경남지방중소벤처기업청장, 양영봉 부산지방고용노동청 창원지청장 등 지역 주요 인사들도 자리해 경남이노비즈협회의 새로운 출발을 축하했으며, 정광천 회장을 비롯해 전국 8개 지역 이노비즈협회장과 협회 회원사 등 300여 명이 참석해 의미를 더했다. 이 날 이·취임식에서는 우림테크의 이삼연 대표가 제11대 회장으로 공식 취임했다. 앞으로 2년간 경남이노비즈협회를 이끌게 된 이삼연 회장은 취임식에서 감사, 수석부회장, 5개 지구회장 등 제11대 집행부 임원진을 공식 임명하며 새로운 리더십 체계를 출범시켰다. 이삼연 회장은 금속 표면 처리 전문기업인 우림테크를 이끄는 대표로서, 방위산업·조선·자동차 등 다양한 산업 분야에서 특화된 기술력을 보유하여 지역 산업의 성장을 선도해 왔다. 또한 방위산업 특수공정 기술을 인정받아 ‘창원형 강소기

사회

더보기

문화

더보기
그림책 ‘두 점 이야기’, 2025 볼로냐 라가치상 ‘어메이징 북셸프 지속가능성 부문’ 선정
[시사뉴스 정춘옥 기자] 민주화운동기념사업회(이사장 이재오, 이하 사업회)가 출간한 ‘민주인권그림책’ 시리즈 중 한 권인 ‘두 점 이야기’(요안나 올레흐 글, 에드가르 봉크 그림, 이지원 옮김)가 2025 볼로냐 라가치상 ‘어메이징 북셸프 지속가능성 부문’에 선정됐다. 사업회는 2022년부터 민주화운동기념관 개관 프로젝트의 일환으로 민주인권그림책 시리즈를 기획해왔다. 그리고 지난해 사업회와 사계절출판사는 총 8권의 그림책 시리즈를 출간했다. ‘두 점 이야기’는 볼로냐 라가치상(매년 이탈리아 볼로냐에서 개최되는 볼로냐국제아동도서전 기간에 아동 도서 중에서 우수 작품을 선정해 수상하는 상) 어메이징 북셸프 지속가능성 부문에 선정됐는데, 이 부문은 유엔(UN)의 2030 의제인 17가지 지속가능발전목표(SDGs)를 탐구한 우수한 그림책을 선정하는 분야다. 향후 선정 도서는 2025년 볼로냐 도서전뿐 아니라 2026년 뉴욕 UN 본부에서도 전시될 예정이다. 선정작인 ‘두 점 이야기’는 여러 가지 질문에 대해 독자가 직접 타공판을 이용해 대답을 찾아가는 참여형 논픽션 그림책이다. 여성을 상징하는 분홍 점과 남성을 상징하는 파랑 점을 사용해 성역할과 평등에 대한 의식을

오피니언

더보기