우리는 일상생활에서 전자파(electromagnetic waves)에 많이 노출돼 있다. 전자파는 전기장과 자기장이 주기적으로 바뀌면서 공간을 빛의 속도로 퍼져나가는 파동 형태의 에너지를 말한다.

전자파는 각종 전자장비에서 방출되며 인체에 이롭지는 않다, 특히 장시간 노출 시에는 암을 유발하거나 신체 기능을 떨어뜨릴 수 있다.

2000년대 초반부터 휴대전화가 급격하게 보급되며 유해성 논란이 제기된 것도 비슷한 맥락에서 살펴봐야 한다. 군에서도 컴퓨터, 레이더 등 다양한 전자기기를 사용하고 있으므로 전자파에 대한 관심이 높은 편이다.

◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개

한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단은 2010년 설립됐다. 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.

더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌다. '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.

주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간R&D 역량 발굴-과제기획 △국방R&D 민관군 협력기반 마련 등이다.

이번에 소개할 기술은 KIST의 복합소재기술연구소 기능성복합소재센터 이동수 책임연구원 (d.s.lee@kist.re.kr)이 수행한 '전자파 차폐용 금속 나노플레이트 복합소재 기술'이다.

◇ 연구 목표... 단결정 금속 나노플레이트의 대량 합성법 및 효율적인 코팅 방법 개발

KIST 전북 기능성복합소재연구센터 이동수 책임연구원은 '전자파 차폐용 금속 나노플레이트 복합소재 기술'을 개발했다. 

수열합성법에 의한 단결정 금속 나노플레이트를 대량으로 합성하고 이를 코팅해 효율적으로 전자파를 차폐할 수 있는 전자파 차폐 복합 필름 제조기술을 말한다.

◇ 연구배경 및 필요성... 전자파 간섭에 의한 오동작 및 신호 지연을 막기 위해 고성능의 차폐필름 기술 필요

5G, 6G 통신 기술 및 자율주행 기술의 발전에 따라 주파수 영역대가 고주파 영역으로 전환됐다. 전자파 간섭에 의한 오동작 및 신호 지연을 막기 위해 전자파 간섭을 최소화하는 고성능의 차폐필름 기술이 필요하다.

EMP(electromagnetic pulse) 공격에 대비하기 위한 경량 전자파 차폐 물질의 개발이 필요하다. EMP는 전자기 펄스라고 부르며 펄스 형태로 방출되는 전자기파를 말한다.

강력한 전자기파 파장은 전자제품 내의 회로를 태워 무력화시킨다. 2003년 이라크 전쟁 당시에 미군은 EMP 폭탄을 투하해 이라크 군의 전자장비를 무력화시켰다.   

◇ 연구내용 및 결과... 국내외에 합성 방법 및 전자파차폐 응용 관련 특허 다수 등록

수열합성법을 이용하여 고품질 단결정 금속 나노플레이트를 합성하고 이의 상용화를 위한 스케일 업 연구을 진행 중이다.

합성된 물질의 코팅방법을 개발해 임의의 표면에 코팅하는 방법 및 필름화하는 연구를 진행하고 있다. 국내외에 합성 방법 및 전자파차폐 응용 관련 특허를 다수 등록했다.

▲ 금속 나노플레이트 필름 및 내부구조 모식도 [출처=한국과학기술연구원(KIST)]

▲ 필름의 전자파 차폐 효율 [출처=한국과학기술연구원(KIST)]