중국 연구팀이 도마뱀붙이, 유리개구리, 수염도마뱀의 특징을 결합한 은폐 소재를 개발했습니다.
유리개구리는 이번 연구에 영감을 준 세 종 중 하나입니다. 사진 : iStock
중국 연구진이 그리스 신화 속 키메라 괴물에서 영감을 받아 도마뱀붙이, 유리개구리, 수염도마뱀 등 세 가지 냉혈동물의 특징을 결합하여 투명 망토를 현실로 만들 수 있는 하이브리드 소재를 개발했다고 타임스 오브 인디아 가 1월 30일 보도했다. 지린대학교와 칭화대학교 연구팀은 각 동물 종의 고유한 생존 전략을 바탕으로 마이크로파, 가시광선, 적외선에 모두 감지되지 않는 시제품을 설계했다고 밝혔다.
1월 30일 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 에 발표된 연구에서 연구진은 다양한 지형에 대한 유연성 부족이라는 기존 위장 기술의 문제점을 해결하기 위해 생명공학 기반 접근 방식을 사용했다고 밝혔습니다. 연구팀은 "이번 연구는 특정 상황에 국한된 제한적인 환경에서 변화하는 지형에 적용 가능한 위장 기술을 개발함으로써 차세대 전자기학 기술 발전에 중요한 발걸음을 내딛었다"고 설명했습니다.
본 연구는 독특한 전자기파 조작 능력을 지닌 메타물질 및 복합 섬유 분야의 최근 급속한 발전에 기반을 두고 있으며, 이러한 기술은 스텔스 기술에 점점 더 많이 적용되고 있습니다. 메타물질은 표면 구조를 정밀하게 제어함으로써 전자기파를 특수한 방식으로 반사하여 레이더에 탐지되지 않도록 만들 수 있습니다. 그러나 이러한 물질의 본래 기능은 특정 환경에서만 위장 효과를 제공하는 데 그칩니다.
중국 과학자들은 가시광선과 적외선을 차단하면서 다양한 스펙트럼 조건과 지형에 적응할 수 있는 메타물질을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 그들은 이 메타물질을 세 가지 다른 동물의 특징을 결합한 생물인 키메라(Chimera)라고 명명했는데, 이는 카멜레온의 색 변화 특성, 유리개구리의 투명성, 그리고 수염도마뱀의 체온 조절 기능을 통합했기 때문입니다.
길림대학교의 수석 연구원 쉬자오화는 초기 영감이 색깔과 피부색을 바꿀 수 있는 능력으로 유명한 도마뱀붙이에서 비롯되었다고 밝혔습니다. 키메라 메타물질은 도마뱀붙이를 모방하여 마이크로파 반사율을 조절함으로써 수면부터 초원까지 다양한 환경에 녹아듭니다. 키메라의 디자인은 또한 중앙아메리카와 남아메리카의 열대우림에 서식하는 유리개구리의 영향도 받았습니다. 유리개구리는 잠자는 동안 대부분의 혈액을 간에 숨겨 몸이 투명해집니다. 연구팀은 유리개구리의 자연적인 위장 특성과 유사한 수준의 광학적 투명도를 구현하기 위해 키메라의 전기 회로를 PET 플라스틱과 석영 유리 층 사이에 삽입했습니다.
연구팀은 적외선 탐지기에 의해 감지될 수 있는 메타물질 표면의 전기 회로에서 발생하는 열을 어떻게 숨길 것인가라는 과제에 직면했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 호주에 서식하는 수염도마뱀에서 아이디어를 얻었습니다. 이 파충류는 체온을 조절하기 위해 등 부분의 색깔을 변화시키는데, 체온을 낮춰야 할 때는 옅은 노란색에서 따뜻할 때는 짙은 갈색으로 변합니다.
연구팀은 기계적으로 제어되는 설계를 사용하여 키메라의 온도 차이를 3.1도까지 최소화했는데, 이는 다양한 지형에서 열화상 기술로 감지할 수 없는 수준입니다. 수염도마뱀이 자연 환경에 반응하는 방식을 모방함으로써 키메라 메타물질은 원격 열 탐지기에 감지될 가능성을 줄일 수 있습니다.
연구 논문에 따르면, 키메라 메타물질의 프로토타입은 플라스틱에 패턴을 새기는 것부터 시작하여 금속 메쉬를 제작하고, 마지막으로 수동 조립을 통해 다중 스펙트럼 투명성을 구현하는 5단계 공정을 거쳐 개발되었습니다. 연구팀은 이 신기술의 잠재적 응용 분야가 군사적 용도부터 야생 동물 보호에 이르기까지 광범위하다고 밝혔습니다. 군사 분야 에서 키메라는 병사나 물체가 다양한 환경에 자연스럽게 녹아들어 카메라, 적외선 탐지기, 광학 장비에 탐지되지 않도록 하는 데 상당한 이점을 제공할 수 있습니다. 또한 이 기술은 동물의 자연 서식지에서 비침습적인 방식으로 동물을 관찰하는 데에도 활용될 수 있습니다. 키메라는 야생 동물에 대한 인간의 영향을 최소화함으로써 보호 노력에 기여할 수 있습니다.
안캉 ( 타임즈 오브 인디아 에 따르면)
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