한국연구재단(이사장 이광복)은 정인 서울대 화학생물공학부 교수연구팀이 음굴절하는 파장대를 정밀하게 조절할 수 있는 벌크 메타물질을 구현했다고 7일 밝혔다. 이번 연구는 한국세라믹기술원과 POSTECH 연구팀이 함께했다. 

메타물질은 빛을 음굴절시키거나 빛의 파장보다 작은 초점을 만드는 등 자연계에 존재하지 않는 특이성질을 보이는 물질을 말한다.   

지금까지는 자연계에 존재하지 않는 물성을 유도하기 위해 매우 작은 금속이나 유전물질의 주기적인 배열을 이론적으로 계산하고 극한 난이도의 가공기술을 동원한 세공을 통해서만 메타물질을 구현할 수 있었다.  

하지만 메타물질의 구조가 성질을 좌우하기에 구조의 설계와 변형이 어려운 기존 합성방식으로는 다양한 메타물질의 구현과 성질 제어는 요원한 일이었다. 

연구팀에 따르면 기존 메타물질과 달리, 화학적 조성 제어를 통해 음굴절을 구현하는 파장대를 정밀하게 조율할 수 있다. 

특히 연구팀은 나노구조체가 아닌 벌크 형태로는 처음으로 구현된 메타물질로, 평면방향 뿐만 아니라 모든 방향으로 들어오는 빛을 음굴절 시키는 것을 확인했다. 메타물질을 극단적 나노 세공 기술의 도움 없이 일반적인 실험실에서 쉽게 대량합성할 수 있을 것으로 기대된다.

연구진은 "이 기술이 상용화되면 투명망토, 초고해상도 이미징, 슈퍼렌즈 등 꿈의 기술을 구현할 수 있다"면서 "특수 나노세공기술이 필요 없는 손쉬운 벌크 소재 합성법의 실마리를 제공한 이번 연구결과를 토대로 다양한 메타물질을 합성하겠다"고 말했다. 

연구내용은 화학 분야 국제학술지 '미국화학회지'에 실렸다.