SF(공상과학) 영화에서나 나올법한 ‘투명 슈트’ 기술이 국내에서 개발됐다.
고승환 서울대 기계항공공학부 교수 연구진은 “가시광선과 적외선 대역에서 능동적으로 위장이 가능한 전자 피부를 개발했다”고 10일 밝혔다. 연구 결과는 지난 7월 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스’에 게재됐다.
◇위장하는 오징어·문어에서 영감
자연에서 몇몇 동물들은 능동적으로 외부환경에 알맞게 위장하여 포식자에게서 달아나거나 먹잇감을 속이는 식으로 생존 확률을 높인다. 오징어나 문어와 같은 두족류가 그 예이다. 두족류 피부의 나노미터 단위 색소 입자는 필요에 맞게 색소 입자 간 거리를 재배열하여 가시광선이나 적외선 파장대의 빛을 반사시켜 외부환경에 완벽히 위장할 수 있다.
고승환 교수 연구진은 이러한 두족류의 뛰어난 위장 능력에 주목했다. 연구진은 피부에 부착할 수 있도록 유연하고 부드러운 ‘열전 소자’를 개발해 착용감을 높였다. 열전 소자는 전류의 방향에 따라 흡열 혹은 발열이 가능한 소자를 말한다. 그리고 외부 환경에 알맞게 빠르게 냉각하거나 가열해 적외선 대역에서 열화상 카메라에 위장할 수 있도록 하였다. 그뿐만 아니라 온도에 따라 자유자재로 변색하는 ‘감온 액정 잉크’를 유연 열전 소자 위에 발라 소자가 다양한 색상을 구현할 수 있도록 하였다.
◇낮과 밤 상관없이 위장 가능
연구진은 열전 소자의 표면 온도와 색상을 자유자재로 바꿔 가시광선에서 적외선 대역까지 위장이 가능하게 했다. 낮과 밤에 구애받지 않고 위장할 수 있다는 의미다.
연구진은 이에 그치지 않고 위장 전자 피부 표면을 ‘픽셀화’하여 국소적으로 몇몇 픽셀만 가열·냉각이 가능케 하였다. 독립적으로 열전 픽셀을 구동해 디스플레이처럼 정보 전달을 하거나, 복잡한 패턴의 환경에서 움직이더라도 실시간으로 가시광선이나 적외선 대역 위장이 가능한 소자를 제작했다.
이러한 위장 전자 피부는 국방 산업에 유용하게 쓰일 수 있다. 연구진은 위장 전자 피부를 피부에 부착해 직접 시연하였고 낮과 밤, 주변 온도의 변화나 복잡한 수풀 환경에도 문제없이 위장이 가능한 것을 확인했다.
고승환 교수는 “위장 기술은 아군의 위치를 적에게 들키지 않게 하여 아군의 생존율을 높이는, 군사적으로 굉장히 중요한 요소다. 이번 연구를 통해 우리 국방 산업에 직접 기여할 수 있기를 예상한다”고 밝혔다.