스스로 형상 바꿀 수 있는 형상 기억 메타물질 개발 성공

중앙대학교 전자전기공학부 임성준 교수 연구팀이 4D 프린팅 기술을 이용해 차세대 레이더·스텔스 기술, 차세대 5G·6G 무선통신 기술에 활용 가능한 형상 기억 메타물질을 개발하는 데 성공했다.

메타물질은 자연계의 물질로 얻을 수 없는 특이한 현상을 구조적 설계를 통해 인위적으로 만든 구조체를 말한다. 인공적으로 만든 새로운 물질, 대안물질이란 뜻을 담고 있다. 기존에는 각 단위 구조의 위상을 가공함으로써 입사되는 전자기파 신호를 반사·투과·흡수하거나 특정한 방향으로 반사·투과시키는 목적으로 메타물질을 사용했다.

메타물질은 자연계의 물질로 얻을 수 없는 특이한 현상을 구조적 설계를 통해 인위적으로 만든 구조체를 말한다. 인공적으로 만든 새로운 물질, 대안물질이란 뜻을 담고 있다. 기존에는 각 단위 구조의 위상을 가공함으로써 입사되는 전자기파 신호를 반사·투과·흡수하거나 특정한 방향으로 반사·투과시키는 목적으로 메타물질을 사용했다.

임성준 교수 연구팀이 거둔 이번 연구성과의 특징은 기존 메타물질과 차별화되는 독창적인 구조를 개발했다는 데 있다. 위상을 전기적으로 가변시키는 기존 방식과 달리 구조를 변형함으로써 입사되는 전자기파 신호의 반사 각도를 가변할 뿐만 아니라 전자기파 신호를 양방향으로 분리시키는 데 성공했다. 

임 교수 연구팀은 구조의 형상을 기억하고 기억된 형상을 다시 회복시킬 수 있는 과정을 프로그래밍함으로써 형상기억을 통해 2가지 전자기파 기능을 달성할 수 있는 메타물질을 세계 최초로 구현했다. 이 모든 과정을 3D 프린팅과 잉크젯 프린팅으로 제작하면서 최초의 4D 프린팅 메타물질 발표라는 업적도 함께 달성했다.