해리 포터 ‘투명망토’ 현실화 한걸음더

국내 연구진 ‘스마트 메타물질’ 개발
물체와 일체형 ‘기존 메타물질’ 극복
모양 달라져도 ‘음의 굴절’ 유지가능

국내 연구진이 해리 포터의 투명망토를 현실화시킬 ‘스마트한 메타물질’을 개발했다.

2006년 영국 임페리얼칼리지 런던의 존 펜드리 교수가 이론을 제시하고, 미국 듀크대의 데이비드 스미스 교수가 실제 ‘메타물질’을 만들어 투명망토를 세상에 선보였지만, 해리 포터가 뒤집어썼다 벗었다 하는 망토는 아직 공상과학소설에나 나옴직한 일로 받아들여져 왔다.

메타물질은 물질을 넘어섰다는 의미로 자연계에 없는 성질을 가진 인공적인 물질을 말한다. 소재는 평범한 금속이나 실리콘 등이지만 굴절률이 마이너스가 돼 비춰진 빛이 다시 되돌아 나온다. 컵에 물을 넣고 젓가락을 넣으면 젓가락 방향으로 휘어 보이지만, 물 대신 ‘음의 굴절률’을 가진 메타물질을 채우면 젓가락이 반대 방향으로 휘어 보인다. 과학자들은 메타물질의 이런 성질을 이용해 메타물질로 만든 투명망토 안에 물체를 넣으면 빛이 물체에 반사되거나 흡수되지 않고 뒤로 돌아가 우리 눈에 보이지 않게 하는 실험을 성공시켜 왔다. 그러나 실험은 망토가 물체와 일체형으로 제작돼야 가능했다. 물체 모양이 바뀌거나 투명망토를 접거나 하면 굴절률이 변해 기능을 잃어버린다.

김경식(42) 연세대 기계공학과 교수 연구팀은 26일 듀크대 스미스 교수 연구팀과 함께 성형수술에 쓰이는 압축성이 뛰어난 실리콘 고무를 이용해 신축성이 있으면서도 ‘음의 굴절’을 유지할 수 있는 ‘스마트 메타물질’을 개발했다고 밝혔다.

김 교수는 “실리콘 고무 재질로 된 튜브를 주기적으로 배열해 탄성 변화에 따라 광학적 성질이 변하는 메타물질을 만들 수 있었다. 이를 이용하면 숨기려는 물체 모양이 바뀌더라도 그 모양에 맞춰 작동하는 투명망토를 제작할 수 있을 것이다”라고 말했다. 특히 기존의 메타물질 광학기기는 하나하나 개별적 가공이 필요하지만, 실리콘 고무 튜브를 주기적으로 배열하는 스마트 메타물질 제작방식은 대면적의 메타물질 제작을 가능하게 할 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 연구팀의 논문은 과학저널 <네이처> 자매지인 <네이처 커뮤니케이션스> 최신호에 게재됐다.

이근영 선임기자

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