"스텔스물질, 해군도 성능 인정"…연구단, 군사과학학회 발표

파동에너지극한제어연구단, 광대역 메타물질 개발
10일 한국군사과학기술학회 특별세션서 발표
해군 함정 구조물에 물질 적용해 신뢰성 시험

[이데일리 강민구 기자] “해군 협조로 광대역 전파흡수체(스텔스물질)를 함정 XX함의 구조물에 적용했다. 기본적인 스텔스 성능은 해군도 인정했고, 실제 함정에서 운용환경에서 적합성을 검증할 계획이다. 신뢰성을 시험하는 단계라고 보면 된다.”

김기출 파동에너지극한제어연구단 연구팀장은 10일 대전컨벤션센터에서 열린 한국군사과학기술학회 추계학술대회 특별세션 발표에서 이같이 설명했다.

파동에너지극한제어연구단은 10일 특별세션에서 메타물질의 국방응용 관련 연구성과를 발표했다.(사진=강민구 기자)

파동에너지극한제어연구단이 90% 가려줄 수 있는 광대역 전파흡수체인 메타물질을 개발했다는 소식이 알려지면서 관련주들이 강세다. 메타물질은 자연계에 없는 물질 특성을 지닌 인공구조물을 뜻하는데 파동의 굴절률을 자유롭게 조절해 스텔스 성능을 발휘하는 등 새로운 물질 성능을 갖게 만들 수 있다.

연구단은 10일 학회에서 전시부스를 통해 스텔스물질을 공개하고, 특별세션 발표를 통해 산학연 관계자들에게 메타물질의 국방 응용 성과를 공개했다.

이날 발표자로 나선 김기출 팀장은 국방기술진흥연구소가 발간하는 ‘국방기술기획서(2023년~2037년)’를 사례로 들면서 스텔스 메타물질의 개발 필요성에 대해 설명했다.

김기출 팀장은 “음향 스텔스 메타물질에서 능동형 음향 메타물질, 레이더·음향 통합 스텔스 소재로 기술을 적용할 필요성이 커지고 있다”며 “연구단은 다양한 주파수 대역에서 전자파를 흡수하는 소재에 대한 요구가 있어 연구단은 가볍고, 유연한 투명 전자파 흡수 메타물질을 개발했다”고 설명했다.

해군 함정 적용 전후 비교.(자료=파동에너지극한제어연구단)

연구단은 딥러닝 알고리즘 기법을 적용한 고유의 메타물질 전파흡수체를 설계 한뒤 전도성 잉크를 이용한 메타표면 구조를 만들었다. 설계한 메타표면은 실크스크린 인쇄공정으로 값싸고, 비교적 간단하게 제작했다. 폴리이미드 필름으로 물질의 내구성도 강화했다.

실제 2기가헤르츠부터 19기가헤르츠까지 주파수대역에서 전자파 흡수 성능을 확인했다.

연구단이 개발한 기술을 함정이나 전투기에 적용하면 기존에 스텔스 기능을 갖추기 위해 페인트(도료)를 칠하는 것과 달리 구조체 사이에 넣어 오래 쓰면서 가볍고 저렴하게 만들 수 있다.

연구단은 개발한 기술을 함정에 적용해 신뢰성을 확인하는 한편 소형화, 초저주파 대역 등 더 넓은 주파수 탐지, 투명화, 적외선·전자파 동시 감쇄 기술 등을 추가로 개발하고 있다. 함정의 실제 운용환경에 맞춰 적합성도 검증할 계획이다.

광대역 전자파흡수체(메타물질).(사진=이데일리 강민구 기자)

한편, 연구단은 메타물질을 이용한 다양한 국방 산업 적용 사례를 소개했다. 최태인 전 국방과학연구소 부소장(파동에너지극한제어연구단 연구위원)은 “메타물질을 적용하면 최소 30~40%에서 더 나아가 2~3배가 넘는 성능을 발휘할 수 있기 때문에 기존 소재와 장비 시장의 패러다임을 바꿀 수 있다”며 “미국, 중국, 유럽 등이 중점연구분야로 메타물질을 개발하는 가운데 우리나라도 적극적인 메타물질 중장기 연구개발이 필요하다”고 했다.

광대역 전파흡수체 흡수성능 측정 결과.(자료=파동에너지극한제어연구단)

강민구 (science1@edaily.co.kr)