EMP 폭탄 막고 스텔스 가능한 신소재 '맥신'

KIST 구종민 센터장, 신개념 나노소재 '맥신' 개발해 사이언스에 공개

Ti₃CN 맥신 나노소재의 우수한 전자파 차폐 특성은 매우 특별한 흡수 특성에 의해 기인한다. Ti₃CN 맥신 필름을 열처리하면 다공구조의 메타구조를 형성하게 된다. KIST 제공

[파이낸셜뉴스] 국제 공동 연구진이 전자파를 흡수하고 차단하는 신개념 나노소재를 개발했다. 이 소재는 전자 부품간 전자파 간섭을 차단할 수 있어 전자통신 제품에 활용할 수 있다. 또 연구진은 이 소재가 전자파를 흡수해 전자기펄스(EMP) 폭탄을 대비한 방어벽이나 레이더망에 잡히지 않는 스텔스 등 국방기술에도 적용이 가능하다고 설명했다.

한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어센터 구종민 센터장은 새로운 전자파 흡수 소재 'Ti₃CN 맥신'을 24일(한국시간) 세계 최고 권위의 학술지 '사이언스'에 공개했다.

이 소재는 티타늄과 탄소, 질소의 화합물로 1㎚(나노미터=10억 분의 1ｍ) 두께의 평면구조를 가진 나노 소재다.

구종민 센터장은 이미 2016년 전자파를 차단하는 맥신 소재를 개발했다. 맥신은 금속에 비해 가볍고, 저비용이며, 유연인쇄 공정이 가능한 2D 나노 소재로서 기존 금속을 능가하는 전자파 차단과 흡수 성능을 가졌다.

이후 지난해 12월에는 맥신을 이용한 유성잉크, 올 3월에는 필름으로 만드는 기술을 공개했다. 과거 발표했던 맥신 소재는 티타늄과 탄소로만 이뤄진 화합물로 전자파 차단 성능은 뛰어났지만 흡수가 안되고 반사돼 2차 피해가 있었다.

연구진은 이를 극복하기 위해 기존 맥신에 질소를 추가했다.

연구진에 따르면 Ti₃CN 맥신 필름은 열처리하면 매우 작은 구멍이 뚫린 구조의 메타구조를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 메타구조는 유효 유전율, 투자율이 크게 변화해 매우 높은 전자파 흡수 특성을 보인다.

또 향상된 흡수 특성으로 인해 매우 높은 전자파 차단 성능 값을 얻게 된다.

실험결과 머리카락 굵기와 비슷한 약 40마이크로미터로 만든 맥신이 116dB 이상의 높은 전자파를 차단했다.

구종민 센터장은 "자연계에 존재하지 않는 인간에 의해 창조된 신규 나노소재로, 향후 실용화를 위해 소재-부품-장비를 연결하는 공급망 확보가 매우 중요할 것"이라고 강조했다.

[e-mail] 김만기 기자