ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ영화 '해리포터' 속 투명 망토와 레이더에 잡히지 않는 스텔스 전투기의 공통점은 물체가 있어도 보이지 않는다는 데 있다. KAIST 연구팀이 이 개념을 한 단계 확장해, 늘어나고 움직일수록 전자기파를 더 효과적으로 숨길 수 있는 신축성 클로킹 기술의 핵심 원천기술을 구현했다. 몸에 밀착되는 웨어러블 기기나 형태가 변하는 로봇에도 적용 가능한 '움직이는 투명 망토'에 한 걸음 다가선 셈이다.
KAIST 기계공학과 김형수 교수와 원자력및양자공학과 박상후 교수 연구팀은 액체금속 복합 잉크(Liquid Metal Composite Ink, LMCP)를 기반으로, 전자기파를 흡수·조절·차폐할 수 있는 신축성 메타물질 구조를 개발했다고 16일 밝혔다.
연구 결과는 국제학술지 '스몰(Small)' 2025년 10월호에 게재됐다.
◆ 12배 늘려도 끊기지 않는 전도성…금속의 한계 넘다
클로킹 기술의 핵심은 물체 표면에서 빛이나 전파의 흐름을 정밀하게 제어하는 데 있다. 그러나 기존 금속 소재는 딱딱하고 잘 늘어나지 않아, 신축이 필요한 환경에서는 쉽게 끊어지는 한계가 있었다. 이 때문에 인체에 밀착되는 전자기기나 자유롭게 형태가 바뀌는 로봇에 적용하기는 쉽지 않았다.
연구팀이 개발한 액체금속 복합 잉크는 원래 길이의 최대 12배까지 늘려도 전기가 끊어지지 않는다. 공기 중에 1년 가까이 노출돼도 산화나 성능 저하가 거의 없는 안정성도 확인됐다. 고무처럼 유연하면서도 금속의 전도성을 그대로 유지하는 점이 특징이다.
이 같은 성질은 잉크가 마르는 과정에서 내부의 액체금속 입자들이 서로 연결되며 그물망 형태의 금속 네트워크를 자발적으로 형성하기 때문에 가능하다. 연구팀은 이 구조를 미세한 패턴으로 반복 인쇄해, 전자기파가 특정 방식으로 반응하도록 설계된 메타물질을 구현했다.
◆ 늘릴수록 달라지는 전파 흡수…'신축성 메타물질' 첫 구현
연구팀은 이 잉크를 이용해, 늘어나는 정도에 따라 전파 흡수 특성이 달라지는 '신축성 메타물질 흡수체'를 세계 최초로 제작했다. 고무줄처럼 늘리기만 해도 흡수하는 전파의 주파수 대역이 달라지며, 상황에 따라 레이더나 통신 신호로부터 물체를 더 효과적으로 숨길 수 있음을 실험으로 입증했다.
제작 공정 역시 단순하다. 고온 소결이나 레이저 가공 없이 프린터로 인쇄하거나 붓으로 칠한 뒤 말리기만 하면 된다. 액체 잉크에서 흔히 발생하는 얼룩이나 갈라짐 현상도 거의 없어, 균일한 금속 패턴을 구현할 수 있다.
김형수 교수는 "복잡한 장비 없이 프린팅 공정만으로 전자기파 기능을 구현할 수 있게 됐다"며 "이번 기술은 로봇의 피부, 웨어러블 전자기기, 국방 분야의 레이더 스텔스 기술 등 다양한 분야로 확장될 가능성이 크다"고 설명했다.
이번 연구는 신축성, 전도성, 장기 안정성, 공정 단순성, 전자기파 제어 기능을 동시에 만족한 차세대 전자소재 기술로 평가된다. 연구팀은 이 기술이 움직이는 환경에서도 작동하는 실질적인 클로킹 기술로 이어질 수 있는 기반을 마련했다고 보고 있다.
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