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메타물질 마법사

메타물질은 물질에 대한 기존의 정의를 뛰어넘는 혁신적 물질로서, 자연계에는 존재하지 않는 물성을 갖도록 고안된 물질을 통칭한다. 원자나 분자로 이뤄진 자연계의 평범한 물질들과 달리 메타물질의 단위인 인공원자는 파장보다 훨씬 작은 인위적 구조체로 이뤄져 있다.

이런 메타물질은 전자기파나 광파에 대한 물질의 물성을 인위적으로 조절할 수 있다는 점에서 전 세계 연구자들의 주목을 받고 있다.


KAIST 기계공학과 민범기 교수는 이처럼 자연계에는 존재하지 않는 높은 빛 굴절률을 갖는 메타물질을 이론적으로 검증하고, 실험적으로 구현하는 데 세계 최초로 성공했다. 이 메타물질에 빛을 통과시키면 빛의 속도가 최대 38.6배까지 느려진다.

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그동안 메타물질의 주 연구분야는 투명망토나 음굴절률 구현에 집중됐지만 민 교수는 네이처에 게재된 이번 연구를 통해 극한의 고굴절률 구현을 메타물질 연구의 새 영역으로 포함시키는 학문적·산업적 성과를 올렸다.

민 교수는 "향후 파장 이하의 높은 해상도를 지닌 이미징 시스템, 전자기파나 광파의 경로를 임의로 제어할 수 있는 전자기파 및 광학소자, 파장 이하 규모의 초소형 광학소자 개발에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

민 교수는 특히 고굴절률 메타물질이 파장 이하 스케일에서의 투명망토 기술, 고광각 메타물질 렌즈, 고밀도 공진기, 초소형 광소자 등과 관련한 연구의 시발점이 될 수 있을 것으로 보고 있다.

파퓰러사이언스
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