한국 연구진이 '해리 포터' 속 투명 망토 만들 수 있는 '메타물질' 구현에 성공했다

영화 <해리 포터> 시리즈에 등장하는 ‘투명 망토’가 현실화 될 수도 있을 전망이다. 국내 연구진이 투명 망토 제작을 가능하게 하는 ‘벌크 메타물질’ 구현에 성공했기 때문이다.

한국연구재단은 서울대 정인 교수 연구팀 등이 음굴절하는 빛의 파장대를 정밀하게 조절할 수 있는 방식을 구현했다고 밝혔다. 자연계에 존재하지 않는 새로운 광학 특성을 가진 물질인 메타물질은 빛을 일반적인 굴절 방향과 다른 쪽으로 휘도록 하는 ‘음굴절’을 일으키거나 빛의 파장보다 작은 초점을 만들기도 한다. 실제로 음굴절이 구현되면 투명 망토, 빛의 경로 제어, 초고성능 센서 등 다양한 기술에 응용할 수 있다.

연구팀은 나노물질인 질화 보론과 흑연층이 자발적으로 교차해 쌓이는 합성법을 개발했다. 이들 분말을 벽돌처럼 잘라낸 소재는 3차원 모든 방향에서 음굴절을 일으키는 등 ‘하이퍼볼릭 메타물질’ 성질을 나타냈다. 이는 눈에 보이지 않는 나노 소재가 아닌 사람 눈으로 볼 수 있는 크기의 벌크 소재 형태로는 처음 구현된 메타물질이며, 평면 방향뿐만 아니라 모든 방향에서 들어오는 빛을 음굴절시키며, 파장대도 정밀하게 조율 가능하다. 이러한 메타물질 여러 개를 이어 붙여 망토를 만들고, 망토의 빛 굴절률을 정밀 제어하면 투명 망토 제작도 가능해진다는 것.

연구팀은 이번 연구결과를 토대로 앞으로 적외선, 가시광, 자외선 등 빛의 폭넓은 파장대에서 작동하는 다양한 새로운 메타물질을 합성할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 화학 분야 국제학술지 <미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)> 온라인판에 11월 16일 게재됐다.