금속-유기 골격체 기반 전자파 흡수 소재를 개발한 한국재료연구원 연구팀 [한국재료연구원 제공]

국내 연구진이 기존보다 훨등한 성능의 전자파 흡수 소재 국산화에 성공했다.

한국재료연구원(KIMS)은 이희정 복합재료연구본부 기능복합재료연구실 박사(선임연구원) 연구팀이 금속-유기 골격체(MOF)를 활용, ㎓(기가헤르츠) 고주파 대역에서 유전 손실과 자성 손실을 극대화하는 소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

연구팀이 개발한 전자파 흡수 소재는 기존 대비 흡수성능을 높였을 뿐 아니라, 낮은 두께에서 높은 반사 손실과 넓은 흡수 대역을 가졌다. 특히 MOF를 통해 다양한 유전·자성 손실을 지닌 전자파 흡수 소재를 용이하게 제작하는 게 가능, 기존 소재의 문제점을 개선하고 새로운 방향을 제시했다는 데 큰 의미가 있다.

연구팀은 전자파 흡수성능을 극대화하기 위해 소재의 조성을 최적화하고 습식방식을 통해 MOF를 합성했다. 최적의 열처리 과정으로 MOF를 제조한 후 폴리우레탄 소재와 혼합하여 전자파 흡수 소재를 제작했다. 개발한 전자파 흡수 소재는 주파수 10㎓, 두께 1.9㎜에서 -52.29㏈(데시벨)의 높은 전자파 흡수성능(99.999% 흡수)을 나타냈으며, 특히 더 얇은 두께인 0.9㎜에서는 7.23㎓에 이르는 광대역의 흡수성능을 나타냈다. 이는 타 국가에서 개발한 전자파 흡수 소재 대비 높은 성능 향상을 나타낸 결과다.

MOF 기반 전자파 흡수 소재 기술은 국가 안보 기술인 스텔스 기술뿐만 아니라, 첨단의 전기전자, 자율주행, 통신 등 전 산업 분야에서 활용할 수 있다. 특히 전자파를 사용하는 전 산업 분야는 전자파 장해와 2차 간섭으로 인한 오작동 등을 겪어, 이 기술이 이를 방지할 수 있는 특장점을 가진다는 점에서 차세대 IT분야에 필수적인 기술로 활용할 수 있다. 또 국방력 증강과 방산산업에 큰 파급효과는 물론 민간기업 활성화에 대한 기여도 기대되는 부분이다.

이 박사는 “MOF 소재를 전자파 흡수 소재에 적용해 스텔스, 전기전자, 자율주행, 통신 등 전 산업 분야에 활용할 수 있게끔 하고, 이의 양산화를 통해 환경·바이오 분야로 확장하는 것을 목표로 하고 있다”고 말했다. 이어 “독자적인 원천기술 개발로 국산화에 의한 수입 금지 기술 보유는 물론, 향후 해외로의 수출도 가능할 것으로 생각한다”고 덧붙였다.

아울러 연구팀은 MOF를 활용한 전자파 흡수기술을 심화 발전시켜 더 높은 초고주파수 대역 대응 전자파 기술을 개발하고 있다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘어드밴스트 컴퍼지트 앤 하이브리드 머티리얼즈’ 2월 5일자에 게재됐다.

구본혁 기자