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메타물질에 의한 신물질의 제조

전문가 제언: ○ 인간의 시각은 380~750[nM]에 이르는 가시광선을 중심으로 한 자연광의 변화만 인지할 수 있고 조도가 3x10-4~1x105[lx]인 밝기에서만 형태를 판별할 수 있다. 즉 750[nM]이상의 적외선 파장이나 380[nM]이하의 자외선 파장은 인식할 수 없으며 밝기가 105이상이나 3x10-4[lx]이하에서는 색깔이나 물체의 형태를 구별할 수 없다.

○ 인간의 눈은 반사된 물체에서의 자유전자 진동에 의해 방사되는 파장대의 빛을 받아들이며 이 빛은 전자기 성질을 가지고 전송거리는 제곱에 반비례해서 감소하고 직진과 반사에 의해 수정체렌즈를 통해 망막의 시추세포를 자극해서 전기적 신호가 뇌에 전송되는 것이다.

○ 메타물질은 일반 자연 상태에서 갖지 못하는 전자기학적 특성을 인위적인 방법으로 만들어 놓은 물질이다. 1960년대 러시아 과학자의 가상적인 물질에 대한 논문을 시작으로 2000년대 영국 과학자들이 음(-)의 굴절률을 갖는 물질을 만들기 시작하면서 주목을 받기 시작하였다.

○ 순금속 특히 구리와 유리섬유로 구성되는 메타물질은 일반 물체나 매질과는 달리 음의 굴절률을 갖고 있다. 미국, 영국 연구팀에 의하면 메타물질의 표면에 마이크로파를 보내어 물체의 상이 보이지 않도록 하는 실험에 성공하였다고 발표한 적이 있다.

○ 연구자들은 메타물질에서 관찰되는 우회현상을 설명하는데 중요한 특성을 예측하였다. 빛이 유리섬유 구멍에서 멀리 있으면 비교적 천천히 움직이지만 구멍근처에 오면 빨리 움직이는 성질이 있다고 하였다. 즉 메타물질은 광속의 변화를 초래하는 물질로 판단하였다. 직진하던 빛이 메타물질로 인해 우회하여 벗어난 후 원래의 직진경로로 복귀하게 되어 물체가 투명하게 보이게 된다는 것이다.

○ 향후 이러한 메타물질의 연구가 더욱 진전되면 눈과 뇌로 구성된 인간의 시각시스템에서 소설에서나 나오던 보이지 않는 망토로 물체를 감출 수 있는 날도 도래할 것으로 전망해 본다.

저자: Takuo Tanaka, Satoshi Kawada
자료유형: 학술정보