전자파 흡수 특성 극대화한 나노 소재 ‘맥신’ 개발

국내 연구진이 우수한 전자파 차폐 특성을 보이는 세라믹 소재, 맥신의 전자파 흡수 성능을 극대화해 기존 소재의 한계를 극복한 새로운 초경량 전자파 차폐 소재를 개발했습니다.

한국과학기술연구원(KIST)은 오늘(24일) 구종민 물질구조제어연구센터장이 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 김명기 교수, 미국 드렉셀대학교 유리 고고치 교수팀과 함께 기존 전자기파 간섭문제를 획기적으로 개선할 수 있는 맥신 전자파 흡수 소재, 'Ti₃CN 맥신'을 개발했다고 밝혔습니다.

구 센터장이 이끄는 연구팀은 'Ti₃CN 맥신'을 열처리해 전자파 흡수 특성을 극대화하는 방법으로 40㎛(마이크로 미터, 100만분의 1m) 두께에서 116dB(데시벨)의 전자파 차폐 성능을 보이는 새로운 소재를 개발했습니다. 이는 99.9999999999%에 가까운 차폐 성능을 보이는 것이라고 연구팀은 설명했습니다.

'Ti₃CN 맥신' 필름을 300도 안팎의 온도로 열처리할 경우 내부에 작은 구멍들이 생기는 다공성 메타구조가 만들어지고, 이런 구조로 인해 원래 소재가 갖는 특성보다 높은 전자파 흡수 특성을 보이게 된다는 게 연구팀의 설명입니다.

앞서 연구팀은 지난 2016년에도 40㎛ 두께에서 92dB(약 99.9999999%)의 차폐 성능을 가진 전자파 차폐 소재 'Ti₃C₂ 맥신'을 개발해 사이언스지에 발표했는데, 이때 연구 성과보다 더 높은 흡수 특성을 보이는 'Ti₃CN 맥신'의 메타구조 특성을 발견한데 의미가 있다고 연구팀은 강조했습니다.

연구팀은 새롭게 발견한 맥신 소재는 '스프레이 코팅'이 가능해 활용성이 높기 때문에 대량 생산할 수 있는 공정 체계를 갖출 경우 금속 소재 등을 활용하는 전통적인 전자파 차폐 기술이 갖는 고비용, 고난이도 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

구종민 센터장은 "'Ti₃C₂ 맥신' 소재는 향후 고집적 모바일 전자·통신 기기의 전자파 차폐 뿐만 아니라, 스텔스 등 국방 기술에도 활용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했습니다.

구 센터장은 또 "맥신 소재의 실용화를 위해 소재-부품-장비를 연결하는 공급망 확보가 매우 중요하다"며 "나노 소재의 대량 생산 시스템과 효율적인 부품 제조 기술, 장비 적용기술 등 협력 연구 체계 구축을 위해 종합적인 연구지원이 필요하다"고 덧붙였습니다.

과학기술정보통신부의 중견연구 사업과 국토교통부 건설기술연구사업 등의 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 '사이언스(Science)'지에 게재됐습니다.

[사진 출처 : 게티이미지뱅크]