초박막·경량·고성능 차폐 소재 개발
전자파 99.999%·중성자 72% 차단
주용호 한국과학기술연구원 극한환경차폐소재연구센터 박사 연구팀이 전자파와 중성자를 동시에 차단하는 차폐 소재를 개발했다. [사진=한국과학기술연구원]
국내 연구팀이 전자파와 방사선을 동시에 차단할 수 있는 초박막 신소재를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 주용호 극한환경차폐소재연구센터 박사 연구팀이 머리카락보다 얇은 두께로 전자파와 중성자 방사선을 동시에 차단하는 복합 차폐 소재를 세계 최초로 구현했다고 19일 밝혔다.
이번에 개발된 소재는 탄소나노튜브(CNT)와 질화붕소나노튜브(BNNT)를 결합한 것이 핵심이다. CNT는 전자파를 흡수·반사하고, BNNT는 중성자를 포획하는 역할을 한다. 두 소재가 서로를 감싸는 '코어-쉘 구조'를 형성하면서 하나의 필름으로 두 종류의 방사선을 동시에 차단할 수 있게 됐다.
성능도 기존 소재 대비 크게 향상됐다. 해당 소재는 초박막 상태에서도 전자파의 99.999%를 차단하고, 중성자는 약 72% 감소시키는 것으로 나타났다.
기술적 활용성도 확보했다. 소재는 원래 길이의 2배 이상 늘어나도 차폐 성능이 유지되며, 3D 프린팅을 통해 벌집 구조 등 다양한 형태로 제작할 수 있다. 특히 벌집 구조 적용 시 동일 두께의 평면 소재보다 최대 15% 높은 차폐 성능을 보였다.
또 영하 196도에서 250도까지 극한 온도 환경에서도 성능을 유지하는 내구성을 갖춰 우주 환경에서도 활용 가능성이 확인됐다.
연구팀은 이번 기술이 인공위성, 우주정거장, 원자력 발전소, 반도체 장비, 의료기기 등 다양한 분야에서 적용될 것으로 보고 있다. 특히 하나의 소재로 전자파와 방사선을 동시에 차단할 수 있어 장비 설계 단순화와 경량화에 기여할 것으로 기대된다.
주용호 박사는 "초박형·유연성을 갖춘 차세대 차폐 소재로, 향후 구조 설계 최적화를 통해 성능을 더욱 높이고 산업 현장 적용을 추진할 계획"이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 교육부 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제 학술지 ‘Advanced Materials’에 게재됐다.
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