투명인간 만드는 ‘투명 망토’ 한국 김경식교수팀 개발 성공, 스마트 메타물질 개발, 캐나다 투명망토
영화 속 공상의 세계가 드디어 현실에서도 실현되기 시작했다. 많은 사람들이 그토록 갈망해왔던 공상영화속의 투명인간이 현실에서도 이뤄질 수 있는 기술(소재)이 성공적으로 개발
됐다.
영화속 해리포터의 투명망토
마치 영화 ‘해리포터’의 한 장면처럼 마법사 해리포터가 마법을 부려서 머리가 공중에 둥둥 떠다니는 장면을 본 적이 있을 것이다.
몸은 보이지 않고 해리포터의 머리부분만 보이게 한 것인데 이것은 해리포터가 투명망토로 몸을 가렸기 때문에 나타나는 현상이다.
이처럼 공상과학 영화에서나 볼 수 있었던 투명인간을 만드는 투명망토가 한국과 미국의 연구진에 의해서 개발이 성공했다.
한국의 연세대 기계공학과 김경식교수와 미국의 듀크대학 데이비드 스미스 교수의 공동연구팀은 숨기려는 물체의 모양이 변해도 은폐 성능을 유지하는 스마트 메타물질을 개발했다고 2월 21일 밝혔다.
스미스 교수는 2006년 존 펜드리 영국 임페리얼대 물리학과 교수와 함께 투명망토의 재질인 메타물질을 처음 개발한 과학자이다.
사람이 물체를 볼 수 있는 것은 빛이 물체에 부딪쳐 반사돼 눈으로 들어오기 때문이다. 물체를 보이지 않게 하려면 물체에 빛이 반사되거나 흡수되지 않고 뒤로 돌아가게 만들면 된다.
스미스 교수가 2006년 개발한 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 인공물질로, 빛을 흡수하거나 반사하지 않고 주위를 돌아 지나가게 만든다. 그래서 메타물질 뒤의 사물을 반대방향에서 볼 수 있어 메타물질 자체가 투명한 것처럼 보인다.
그런데 메타물질로 만들어진 기존의 투명망토는 숨기려는 물체에 맞춰 설계했기 때문에 접거나 구부리면 그 기능이 사라져 숨기려던 물체가 다시 나타났다. 메타물질을 만드는 공정이 무척 어렵고 크기가 작은 것도 단점이었다.
즉, 기존에 개발된 투명망토는 만약 접거나 변형하면 투명 망토의 기능을 잃게 된다는 한계가 있었다.
연세대의 김교수 연구팀은 접거나 구부리는 변형에도 불구하고 굴절률 분포가 자동적으로 은폐성능에 맞게 변화하는 스마트 메타물질을 개발한 것이다.
일본 투명망토
이번에 김 교수팀은 압축성이 뛰어난 실리콘 고무튜브를 이용해 마이크로파 영역(10㎓)에서 메타물질 성질을 유지할 수 있는 신축성이 뛰어난 투명망토를 개발에 성공했다.
삼각형 모양의 이 투명망토는 한 변의 길이가 20㎝ 정도다. 공상과학(SF)영화처럼 마음대로 변형해도 은폐성질을 계속 유지하는 신축성 있는 카펫형 투명망토가 개발된 것이다.
김 교수는 "이번에 개발한 투명망토는 기존 기술과 달리 역학ㆍ광학적 성질이 융합된 메타물질"이라며 "이를 활용하면 물체가 움직이거나 변해도 사용할 수 있는 큰 면적의 투명망토를 만들 수 있을 것"이라고 말했다.
향후 스마트 투명망토가 개발될 경우 국방 분야, 광디스플레이, 의료기기 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
과거에 만화영화와 허리우드 영화에서 단골로 등장했던 ‘투명인간’이 드디어 실현될 수 있는 길이 열리게 된 것이다.
한국의 연구진과 미국연구진이 공동으로 연구해서 스마트 메타물질이라고 하는 ‘투명망토’의 개발에 성공함으로써 영화속 ‘투명인간’의 실현이 눈앞으로 다가왔다.
사람이 이 투명망토로 몸을 가리면 그 가린 부분은 투명하게 보일 뿐이며 가려진 부분의 몸은 보이지 않게 된다.
즉, 이 스마트 메타물질이라고 불리우는 투명망토 뒤에 숨으면 내 몸이 다른 사람들의 눈에 전혀 보이지 않게 할 수 있다는 원리이다.
현재로서는 이 투명망토의 소재인 메타물질이 실험적으로 개발되었다는 것인데 과연 언제 실용적으로 생산할 수 있을 지 몹시 궁금해진다.
최근에 투명망토와 관련된 또한가지 흥미로운 소식이 전해졌다. 캐나다 투명 망토가 공개돼어 네티즌들은 깜짝 놀라게 했다고 한다.
지난 1월 11일 미국 CNN방송에서 군수업체가 개발한 투명망토 소재가 소개었다고 한다.
캐나다 투명 망토 소재를 개발한 곳은 '하이퍼스텔스 생명공학'이다.
이 소재는 투명 망토에 쓰이는 물질과 같은 것으로 적외선 망원경과 열광학 등 모든 시각적인 탐지 장치에서도 완벽하게 보이지 않는 신소재라고 밝혔다.
또한 '발에 걸려 넘어지는 것'만이 이 소재를 뒤집어쓴 사람을 찾기 위한 방법이라고 소개
했다.
사진에서 보이는 것처럼 투명망토로 가린 부분은 투명하게 보일뿐 전혀 보이지 않고 있다.
그런데 이 스마트 메타물질을 원료로 한 투명망토의 개발이 완료되고 양산체제에 들어가게 되면 한가지 우려되는 부분이 있는데 바로 이 ‘투명망토’가 각종 범죄에 악용되지 않을까 하는 걱정도 생기게 된다.
아뭏튼 과거에 공상영화속에서나 있을 법한 불가사의한 일들이 계속해서 현실로 이뤄져가는 것을 보면 세상이 하루가 다르게 변모하고 발전하는 속도가 상당히 빠르다는 것을 실감케
한다. 미국에서 이미 타임머신을 개발완료했다고 하는 목격자들의 증언이나 경험담이 심심치않게 흘러나오고 있으며 이제는 한국의 연구진이 주도적으로 ‘투명인간’을 실현할 수 있는 ‘투명망토’의 소재로 쓰이는 스마트 메타물질을 개발했을 정도로 세상은 빠르게 변모해가고
있다.
교육부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구) 등의 지원을 받아 수행된 이번 투명망토 개발의 연구결과는 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 실렸으며 이미 2012년에도 ‘네이처’의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 에도 실린 바 있다.
