국내 연구진이 우수한 전자파 차폐 특성을 보이는 세라믹 소재, 맥신의 전자파 흡수 성능을 극대화해 기존 소재의 한계를 극복한 새로운 초경량 전자파 차폐 소재를 개발했습니다.

한국과학기술연구원(KIST)은 24일 구종민 물질구조제어연구센터장이 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 김명기 교수, 미국 드렉셀대학교 유리 고고치 교수팀과 함께 기존 전자기파 간섭문제를 획기적으로 개선할 수 있는 맥신 전자파 흡수 소재, 'Ti₃CN 맥신'을 개발했다고 밝혔습니다.

구 센터장이 이끄는 연구팀은 'Ti₃CN 맥신'을 열처리해 전자파 흡수 특성을 극대화하는 방법으로 40㎛(마이크로 미터, 100만분의 1m) 두께에서 116dB(데시벨)의 전자파 차폐 성능을 보이는 새로운 소재를 개발했습니다.

이는 99.9999999999%에 가까운 차폐 성능을 보이는 것이라고 연구팀은 설명했습니다.

'Ti₃CN 맥신' 필름을 300도 안팎의 온도로 열처리할 경우 내부에 작은 구멍들이 생기는 다공성 메타구조가 만들어지고, 이런 구조로 인해 원래 소재가 갖는 특성보다 높은 전자파 흡수 특성을 보이게 된다는 게 연구팀의 설명입니다.

앞서 연구팀은 지난 2016년에도 40㎛ 두께에서 92dB(약 99.9999999%)의 차폐 성능을 가진 전자파 차폐 소재 'Ti₃C₂ 맥신'을 개발해 사이언스지에 발표했는데, 이때 연구 성과보다 더 높은 흡수 특성을 보이는 'Ti₃CN 맥신'의 메타구조 특성을 발견한데 의미가 있다고 연구팀은 강조했습니다.

연구팀은 새롭게 발견한 맥신 소재는 '스프레이 코팅'이 가능해 활용성이 높기 때문에 대량 생산할 수 있는 공정 체계를 갖출 경우 금속 소재 등을 활용하는 전통적인 전자파 차폐 기술이 갖는 고비용, 고난이도 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

구종민 센터장은 "'Ti₃C₂ 맥신' 소재는 향후 고집적 모바일 전자·통신 기기의 전자파 차폐 뿐만 아니라, 스텔스 등 국방 기술에도 활용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했습니다.

구 센터장은 또 "맥신 소재의 실용화를 위해 소재-부품-장비를 연결하는 공급망 확보가 매우 중요하다"며 "나노 소재의 대량 생산 시스템과 효율적인 부품 제조 기술, 장비 적용기술 등 협력 연구 체계 구축을 위해 종합적인 연구지원이 필요하다"고 덧붙였습니다.

과학기술정보통신부의 중견연구 사업과 국토교통부 건설기술연구사업 등의 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 '사이언스(Science)'지에 게재됐습니다.