KAIST 연구진, 로봇 및 웨어러블 기기에 적용되는 신규 ‘스텔스 망토’ 개발

 

KAIST의 연구팀은 로봇과 웨어러블 기기에 적용해 전자기 신호를 흡수하고 차단함으로써 은닉 망토를 구현할 수 있는 새로운 액체 금속 잉크를 개발했다.

  

이 팀은 기계공학과의 김형수 교수와 원자력 및 양자공학과의 박상후 교수가 이끌었으며, 전자기파를 흡수하고 제어하며 차단할 수 있는 재료인 액체 금속 복합 잉크(LMCP)를 이용해 차세대 신축 가능 은닉 시스템의 핵심 기술을 개발했다.

  

 

은닉 기술의 핵심 요소는 물체 표면에서 빛이나 무선 주파수를 자유롭게 조작하는 것이다. 기존의 금속 재료는 강성이 강해 늘리기 어렵고 억지로 늘리면 파손되기 쉽기 때문에 웨어러블 전자제품이나 형태가 변하는 로봇에 은닉을 적용하기 힘들었다.

  

팀이 개발한 LMCP 잉크는 원래 길이의 최대 12배까지 늘려도 전도성을 잃지 않으며, 장기간의 안정성도 크게 나타나 거의 1년 가까이 열린 공기에서도 녹슬거나 성능 저하가 발생하지 않는다고 연구 보고서는 밝혔다. 이 잉크는 일반 금속과 달리 부드럽고 고무처럼 탄성이 있지만 금속의 기능적 특성을 유지한다.

  

이는 잉크가 마를 때 내부의 액체 금속 입자들이 자발적으로 서로 연결된 망처럼 얽힌 네트워크를 형성하는 ‘메타물질’ 구조를 이루기 때문이며, 잉크를 아주 미세한 반복 패턴으로 인쇄하면 전자기파에 특정 방식으로 반응하는 표면을 설계할 수 있다. 잉크는 인쇄 후 말리면 되며 굽거나 고온에서 가공할 필요가 없다.

  

 

성능 시演을 위해 세계 최초의 “스트레처블 메타물질 흡수체”(stretchable metamaterial absorber)를 만들어 냈다. 이 물질은 늘어나는 정도에 따라 무선 주파수를 흡수하는 방식이 달라진다. 연구진은 무늬가 새겨진 물질을 당겨 늘리면 흡수하는 전자기파의 주파수를 옮길 수 있다고 밝혔으며, 이는 물질의 형태나 움직임에 따라 레이더나 통신 신호를 보다 효과적으로 피하도록 동적으로 적응할 수 있음을 시사한다.

  

“이 기술은 복잡한 설비 없이도 인쇄만으로 전자기 기능을 구현할 수 있게 한다,” 김 교수는 말했다. “향후 로봇 피부, 웨어러블 전자기기 그리고 방위용 레이더 은닉 시스템 등에서 광범위하게 활용될 것으로 기대된다.”

  

이 연구는 차세대 전자 재료의 주요 발전으로 인정받았으며 Wiley의 국제 학술지 Small의 2025년 10월호 표지 논문으로 게재되었다.

윤소연 [email protected]