▲ Ti3CN 맥신 필름은 다공구조의 메타구조를 형성해 높은 전자파 흡수 특성을 가지게 된다.

기존 차폐 소재의 한계를 극복한 초경량 전자파 차폐·흡수 맥신 소재 기술이 개발돼 고집적 전자부품에서부터 스텔스 등 국방 기술에도 활용 가능할 것으로 기대되고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 구종민 센터장, 고려대학교 KU-KIST 융합대학원 김명기 교수 및 미국 드렉셀 대학교(Drexel University) 유리 고고치(Yury Gogotsi) 교수 연구팀이 기존 전자기파 간섭문제를 획기적으로 개선할 수 있는 Ti3CN 맥신 전자파 흡수 소재를 개발하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

최근 전자통신 장치의 고집적화로 경량 고흡수 특성의 전자파차폐·흡수 소재 개발이 요구되고 있으나 현재 주로 사용되고 있는 금속은 무겁고 비싸며 전자파를 반사하는 특성이 있어 2차 피해가 발생하는 문제가 있다.

이에 금속에 비해 가볍고, 저비용이며, 유연인쇄 공정이 가능한 2D 나노 소재로서 기존 금속을 능가하는 전자파차폐 성능을 가지는 세라믹 소재인 맥신이 주목받고 있다. 그러나 반사 유해 전자기파로 인한 2차 피해를 줄이기 위해 흡수특성 향상 기술이 필요했다.

연구팀은 맥신의 한계를 극복한 흡수특성이 극대화된 Ti3CN 맥신 나노소재 기술을 개발했다. 실험결과 머리카락 두께와 유사한 약 40μm(마이크로미터) 두께에서 116 dB 이상의 높은 전자파 차폐 성능을 확보했다.

개발된 맥신 소재는 자연계에 존재하지 않는 신규 나노소재로, 향후 실용화를 위해 나노소재대량 생산 시스템, 효율적인 부품 제조 기술, 장비 적용기술 등 지원이 필요한 상황이다.

연구진은 고정형 전자파 방호구조물 건설기술에 참여하고 있으며, 이를 통해 전자파 차폐 콘크리트의 전자파 방호 성능을 증강시킬 수 있는 고성능 박막 차폐 도장재 응용기술 개발이 기대되고 있다.

한편 이번 연구 수행은 과학기술정보통신부의 중견연구 사업 및 한국과학기술연구원 기관고유사업과 국토교통부 건설기술연구사업의 지원으로 이루어졌으며, 세계 최고 권위의 학술지 사이언스(Science, IF 41.063)에 7월24일 게재됐다.