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송영석 교수(파이버시스템공학과), 흐르는 물·바람 피하는 클로킹 메타물질 개발
분류 학술
작성자 홍보팀 문승진
날짜 2019.09.17
조회수 839
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▲ 송영석 교수(파이버시스템공학과)

송영석 교수(파이버시스템공학과)가 사물을 은폐하고 항력을 제거하는 새로운 개념의 유체역학적 메타물질을 개발했다. 흐르는 물, 바람 등으로부터 물체를 숨길 수 있는 아이디어다. 공기나 물의 저항을 받지 않기 때문에 진공을 주행하는 초고속 운송, 바람·파도 등이 스스로 우회하는 건물 등 상상으로만 가능했던 물체를 만들 수 있을지 기대된다.


‘메타물질’은 자연계에 존재하지 않는 특성을 갖도록 설계된 인공 소재다. ‘투명망토’가 메타물질을 활용해 굴절률 분포를 변형시켜 물질을 광학적으로 은폐하듯이 물체 주변을 흐르는 유체의 점도 분포를 변형시켜 유동학적으로 은폐된 공간을 만들어낸 것. 공간의 수학적 설계와 변형을 통해 유체 흐름이 완전히 배제된 공간을 가상으로 구현해 이 공간에 놓인 물체는 항력의 영향을 받지 않도록 한 것이다.


▲ 송 교수가 개발한 메타물질을 이용해 만든 유동학적 은폐 공간 이해도


기존에도 물이나 공기 중 물체의 항력을 저감시키려는 연구가 있었고 스펀지 같은 다공성 구조에서 항력이 제거된다는 이론도 있었지만 실제 실험적으로 항력이 ‘0’이 되는 공간을 구현한 것은 송 교수가 처음이다.

송 교수는 “설계된 메타물질은 마이크로 수준에서부터 거대 건축물까지 크기 제한을 받지 않는다”고 했다. 이어 "메타물질은 유동제어에 대해 도전적이고 독창적인 전략이자 재료설계의 새로운 패러다임"이라며 "높은 연료 효율을 달성하고 자연재해로부터 우회하는 재난방지 구조물을 연구할 계획"이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단(지원 사업명 : 기초연구사업)과 경기도 지역협력 연구센터(GRRC) 지원으로 서울대 윤재륜 교수(재료공학부), MIT 박주혁 박사(의공학연구소)와 함께 실시했으며 지난달 물리학 분야 국제학술지 「피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)」에 게재됐다.