성균관대는 新素材工學部 구종민 敎授 硏究팀은 스텔스* 國防 技術 및 固執的 通信/電子機器의 電磁波 遮蔽 技術에 活用할 수 있는 맥신(MXene) 電磁氣波 吸收 素材를 開發했다고 4日 밝혔다.
이 大學에 따르면 電磁氣波(electromagnetic wave)의 吸收 素材 開發은 레이더 探知를 無力化하는 스텔스技術 및 通信/電子機器에서 發生하는 有害 電磁波 遮斷·除去를 위해 꼭 必要한 技術로 많은 注目을 받고 있다.
現在 國內 스텔스 戰鬪機 塗料技術은 많은 部分을 海外에 依存하고 있어 이에 關한 硏究와 開發이 必要하며 固執的 電子裝置龍 電磁波 吸收 素材 開發을 위해서는 가볍고 얇으면서 코팅 가공성이 優秀한 素材 技術 開發이 必要하다.
이에 成均館大 구종민 敎授 硏究팀은 맥신(MXene) 二次元 나노素材와 ZIP(zeolitic imidazolate framework) 나노素材의 自己組立 構造體를 利用하여 效率的인 스텔스 性能과 電磁波 吸收 特性을 가지는 素材를 開發하였다.
맥신 所在 (MXene)는 Ti(티타늄), V(바나듐), Mo(몰리브덴) 等과 같은 轉移金屬(M)과 窒素 또는 酸素 元素(X)를 包含하는 轉移金屬炭化物 또는 窒化物(Mn+1Xn, n=1=4) 二次元 素材로 電氣傳導性이 매우 優秀한 特性을 가진다. 또한 多量의 表面作用基가 存在하여 表面 陰電荷 特性을 보이는 나노素材이다. 反面 ZIP 나노素材는 CO2+와 같은 金屬양이온과 2-methylimidazole(Hmim)와 같은 有機分子 陰이온으로 形成된 3次元 나노素材이다. 硏究팀은 有機分子構造를 調節하여 表面陽電荷를 띠는 ZIP 나노素材를 製造하였다.
硏究팀은 맥신의 表面 陰電荷 特性과 ZIF 나노粒子의 表面 陽電荷 特性을 利用해 靜電氣的人力(electrostatic interaction)에 依한 自己組立 하이브리드 나노救助 素材를 製作하였다. 이 素材는 各 나노素材의 相反된(음·양전하) 表面殿下特性에 依해 이종계面(heterointeface)에서 매우 强한 內部 電氣場(built-in electric field, BIEF)李 形成된다. 이 內部 電氣場이 剛한 誘電損失을 誘導하여 X-band (8~12 GHz) 周波數 領域*에서 2.5mm 두께의 스텔스 性能(反射損失 RL)을 보여주었고 47.5dB, 有效밴드範圍가 6.3GHz인 優秀한 電磁波 吸收 性質 및 스텔스 性能을 가진다는 것을 밝혔다.
硏究팀은 開發된 맥신 나노素材가 低周波인 라디오파(RF)에서부터, X-band, 테라헤르츠, 赤外線에 이르는 廣範圍한 周波數 領域에서 優秀한 電磁氣波 遮蔽 및 吸收 性能을 가지는 素材임을 確認하였다. 이를 活用하면 스텔스 應用뿐 아니라 通信/電子素子龍 遮蔽 所在, 赤外線 스텔스, 赤外線 僞造 防止 等 多樣한 技術로 活用 可能하다.
成均館大 구종민 敎授는 “맥신 素材는 向後 國內 KF-21 스텔스 戰鬪機 製作事業에서 스텔스 素材로 活用할 수 있으며 그 外에도 最尖端 固執的 電子素材 그리고 電氣 自動車의 有害 電磁波 吸收 素材로도 活用할 수 있을 것”이라고 說明했다.
한便 科學技術情報通信部의 中堅硏究者事業, 나노및所在 事業, 出捐硏融合硏究事業과 포스코(POSCO)의 支援을 받아 遂行된 이番 硏究의 成果는 Advanced Materials(IF: 29.4)와 Nature Reviews Electrical Engineering 저널에 同時에 온라인 揭載되었다.
▶에듀東亞 장진희 記者
cjh0629@donga.com
위 記事의 法的인 責任과 權限은 에듀동아에 있습니다.
< 저작권자="" ⓒ="" 에듀동아,="" 무단="" 전재="" 및="" 재배포="" 금지="">
