KAIST, ‘움직일수록 더 잘 숨긴다’…신축성 클로킹 기술로 현실이 된 ‘투명 망토’

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최대 12배 늘어나도 전도성 유지하는 액체금속 잉크 개발…웨어러블·로봇·스텔스 기술 확장

KAIST 연구진이 늘어나고 움직일수록 전자기파를 더 효과적으로 숨길 수 있는 신축성 클로킹(cloaking) 기술의 핵심 원천기술을 개발했다. 기계공학과 김형수 교수와 원자력및양자공학과 박상후 교수 연구팀은 액체금속 복합 잉크(Liquid Metal Composite Ink, LMCP)를 기반으로 전자기파를 흡수·조절·차폐할 수 있는 신개념 전자소재를 구현해, 기존의 정적인 은폐 기술을 넘어 ‘움직이는 투명 망토’에 가까운 기술적 진전을 제시했다.

클로킹 기술은 물체가 존재하더라도 레이더나 센서에는 없는 것처럼 보이게 만드는 기술로, 물체 표면에서 빛이나 전파를 자유롭게 제어할 수 있어야 한다. 그러나 기존 금속 소재는 딱딱하고 신축성이 낮아 변형 시 전기적 성능이 급격히 저하되는 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 제약을 액체금속과 고분자 복합 구조로 해결했다.

연구팀이 개발한 LMCP 잉크는 원래 길이의 최대 12배까지 늘어나도 전기 전도성이 유지되며, 공기 중에 1년 가까이 노출돼도 산화나 성능 저하가 거의 나타나지 않았다. 잉크가 마르는 과정에서 내부 액체금속 입자들이 서로 연결돼 그물망 형태의 금속 네트워크를 자가 형성하는 구조 덕분에, 고무처럼 유연하면서도 금속의 기능을 동시에 갖춘다.

제작 공정 또한 단순하다. 고온 소결이나 레이저 가공 없이 프린팅하거나 붓으로 도포한 뒤 건조하는 방식만으로도 균일한 금속 패턴을 구현할 수 있어, 대면적·대량 제조에도 적합하다. 이러한 특성은 신축성 전자소재의 실용화를 가로막아 온 공정 복잡성과 내구성 문제를 동시에 해결했다는 평가를 받는다. 연구팀은 LMCP 잉크를 이용해 늘어나는 정도에 따라 흡수하는 전파의 주파수 대역이 달라지는 ‘신축성 메타물질 흡수체’를 세계 최초로 구현했다. 고무줄처럼 잡아당기기만 해도 전자기파 응답 특성이 변하는 이 구조는, 상황에 따라 레이더·통신 신호로부터 물체를 더욱 효과적으로 숨길 수 있는 클로킹 기술로 이어질 수 있음을 보여준다.

이는 신축성, 전도성, 장기 안정성, 공정 단순성, 전자기파 제어 기능을 동시에 충족한 전자소재로, 웨어러블 기기와 변형 로봇, 차세대 스텔스 기술 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 제시한다.

김형수 교수는 복잡한 장비 없이 프린팅 공정만으로 전자기파 기능을 구현할 수 있게 됐다는 점을 강조하며, 이 기술이 로봇의 피부, 신체 부착형 웨어러블 기기, 국방 분야의 레이더 스텔스 기술 등 미래 응용으로 이어질 것으로 내다봤다.

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