서울대 고승환 교수팀, '투명인간처럼' 위장 가능한 전자 피부 개발

서울대 공대는 고승환 교수 연구팀이 '공각기동대'같은 SF영화에서 주로 볼 수 있었던 투명 슈트를 연상시키는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

기계항공공학부 응용 나노 및 열공학 연구실 고승환 교수 연구팀은 가시광선 및 적외선 대역에서 능동적으로 위장이 가능한 전자 피부를 개발했다.

(사진 왼쪽부터) 서울대 기계항공공학부 응용 나노 및 열공학 연구실 고승환 교수, 이진우, 설혜연 박사과정

해당 소자는 피부에 부착할 수 있고 낮이나 밤의 외부 환경에 순응하도록 전기적 신호로 색깔이나 온도를 조절해 사람의 눈이나 적외선 카메라에 보이지 않게 위장을 돕는다.

오징어나 문어와 같은 두족류는 피부의 나노미터 단위 색소 입자를 필요에 맞게 색소 입자간 거리를 재배열한다. 이를 통해 가시광선이나 적외선 파장대의 빛을 반사시켜 외부환경에 완벽히 위장할 수 있다.

고승환 교수 연구팀은 이러한 두족류의 뛰어난 위장 능력에 주목했다. 국방 산업에선 아직까지 상용 위장 기술은 군복에 들어가는 카무플라주 패턴의 섬유가 보편적이다. 하지만 카무플라주 패턴 섬유는 능동적 위장이 불가능하기 때문에 움직일 때나 복잡한 패턴의 환경에 있을 때는 눈에 띄기 쉽다.

연구진은 피부에 부착할 수 있도록 유연하고 부드러운 열전 소자를 개발해 착용감을 높였다. 빠르게 냉각하거나 가열해 외부 환경에 알맞게 온도를 조절해 적외선 대역에서 열화상 카메라에 위장할 수 있도록 했다. 또 온도에 따라 자유자재로 변색을 하는 감온(Thermochromic) 액정 잉크를 유연 열전 소자 위에 도포해 소자가 다양한 색상을 구현할 수 있도록 했다.

연구팀은 열전 소자의 표면 온도 및 색상을 자유자재로 바꿔 가시광선에서 적외선 대역까지 위장이 가능하게 했다. 낮과 밤에 구애 받지 않고 위장할 수 있다는 의미다.

연구진은 이에 그치지 않고 위장 전자 피부 표면을 '픽셀화'해 국소적으로 몇몇 픽셀만 가열 및 냉각이 가능케 했다. 디스플레이처럼 정보 전달을 하거나 복잡한 패턴의 환경에서 움직이더라도 실시간으로 가시광선이나 적외선 대역 위장이 가능한 소자를 제작했다.

위장 전자 피부를 픽셀화해 하나하나의 픽셀이 실시간으로 외부 환경에 맞게 위장할 수 있어 복잡한 외부 환경에 있거나 위치를 바꿔도 위장이 가능하다. (자료 제공=서울대 공대)

연구진은 위장 전자 피부를 피부에 부착해 직접 시연했다. 낮과 밤, 주변 온도의 변화나 복잡한 수풀 환경에도 문제없이 위장이 가능한 것을 확인했다.

고승환 교수는 “위장 기술은 아군의 위치를 적에게 들키지 않게 해 아군의 생존율을 높이는, 군사적으로 굉장히 중요한 요소다. 이번 연구를 통해 우리 국방 산업에 직접 기여할 수 있기를 예상한다”고 전했다.

연구 결과는 7월 14일 재료과학 분야에서 최상위 저널인 'Advanced Functional Materials'에 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단의 기초지원사업 중견연구자지원사업 및 선도연구센터 사업 지원을 받았다.

김명희기자 noprint@etnews.com