2009년 02월 20일‘음향 투명망토’ 씌우면… “잠수함이 사라진다!”
‘선명한 초음파 사진-내게만 들리는 스피커’도 가능 연세대 김철구 교수팀 연구… 英誌 ‘현실이 될 기술’ 평가 영화 ‘해리포터’를 보면 남에게 보이지 않는 투명망토가 나온다. 이 망토는 빛을 그대로 통과시킨다.
그 동안 ‘음향 투명망토’의 가능성을 이론으로 제시한 연구는 있었지만 실험으로 성공하기는 이번이 세계에서 처음이다. 영국의 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’가 1월 메타물질로 만든 투명망토를 ‘2039년 현실이 될 기술 10가지’ 중 하나로 꼽는 등 메타물질은 최근 세계적인 주목을 받고 있다. ○ 논문 발표하기 전부터 주목 받아 ‘윙∼.’ 김 교수의 실험실 문을 열고 들어가자 어디선가 들려오는 일정한 높이의 음이 귀를 자극했다. 테이블 위에는 조그만 원통형 관 수십 개가 뱀처럼 길게 늘어서 있다. 김 교수는 “음향 메타물질을 실험하는 중”이라며 “이 물질로 망토를 만들어 잠수함에 덮어씌우면 수중 음파탐지기에 걸리지 않는 ‘투명 잠수함’이 된다”고 설명했다. 영국물리학회에서 발행하는 ‘피직스월드’는 온라인판 3일자에 김 교수팀의 연구결과를 ‘헤드라인 뉴스’로 소개했다. 김 교수는 “논문도 발표하지 않았는데 피직스월드에서 연락이 와 깜짝 놀랐다”며 “e메일로 연구 결과를 설명해줬다”고 말했다. 피직스월드는 김 교수가 1월 논문으로 발표하기 전에 인터넷에 올린 연구결과를 보고 연락해 왔다. 눈에 보이지 않는 투명망토를 만들 메타물질은 이미 여러 곳에서 개발됐다. 하지만 음향 투명망토는 이론적으로 만들 수 있다는 정도만 알려졌을 뿐이다. 연 구팀이 개발한 메타물질은 길이 7cm가량의 원통형 관이다. 연구팀은 이 관을 2m 길이로 길게 이어 붙였다. 이곳으로 다양한 진동수의 음파를 흘려보냈다. 그중 350Hz의 음파를 관 속에 보내자 소리가 물체를 그대로 통과하는 현상이 나타났다. 작은 구멍이 난 플라스틱 관 안에 얇은 막을 붙인 독특한 구조가 핵심이다. 김 교수는 “이 성질을 이용하면 물체를 감싸 소리는 그대로 통과시키는 ‘음향 투명망토’를 만들 수 있다”고 설명했다.
○ “이론을 실험으로 처음 확인” 연구팀이 개발한 메타물질은 어디에 활용될까. 김 교수는 크게 4가지를 꼽았다. 우선 음향 투명망토다. 이 메타물질로 잠수함을 둘러싸면 배에서 바닷속으로 쏜 음파가 잠수함에 부딪힌 뒤 반사되지 않고 그냥 통과한다. 마치 잠수함이 없는 것처럼 보인다. 눈으로 확인할 수 없는 바닷속에서 투명 잠수함은 천하무적이다. 선명한 의료 영상을 얻는 데도 음향 메타물질을 사용할 수 있다. 초음파로 배 속 태아를 찍으면 영상이 흐리게 나타난다. 이는 태아가 초음파의 파장보다 작기 때문이다. 파장을 더 줄이면 인체에 해로우므로 초음파를 쓰되 음향 메타물질을 렌즈로 쓰면 작은 물체도 선명하게 볼 수 있다. 이 밖에 몸속 담석을 제거할 때 초음파를 전달하는 얇은 관을 음향 메타물질로 만들어 담석이 있는 부위에만 선택적으로 초음파를 쏘거나, 자신에게만 들리고 옆 사람에게 음파가 전달되지 않는 ‘조용한 스피커’도 만들 수 있다. 스 페인 발렌시아대 호세 산체스데에사 교수는 피직스월드와의 인터뷰에서 김 교수팀의 연구 성과를 “(음향 메타물질 연구에서) 한 획을 긋는 중요한 발전”이라고 평가했다. 산체스데에사 교수는 컴퓨터 시뮬레이션으로 ‘음향 투명망토’의 가능성을 입증해 지난해 ‘신물리학저널’ 6월호에 발표한 전문가다. 이화여대 물리학과 우정원 교수(양자메타물질연구센터장)는 “음향 메타물질에 관한 이론을 실험으로 처음 확인했다는 점을 높이 살 만하다”고 말했다. 이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com # by | 2009/02/20 13:36 | 현대전 | 트랙백 | 덧글(0) | |||||||||||||
2010년 2월 15일 월요일
23-초음파.나노튜브.김주성23.
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