전기없이 인공구조물로 소리 10배 증폭 기술 개발

전기를 쓰지 않고 인공구조물을 활용해 음파를 10배까지 증폭시켜 송·수신할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국기계연구원은 나노자연모사연구실 송경준·허신 박사팀이 부경대 기계공학과 김제도 교수팀과 함께 지그재그 형태의 인공구조물로 음파 경로를 제어해 음향 신호를 전기 없이 최대 10배까지 증폭시키는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 연구진은 이 기술을 초음파, 의료기기, 비파괴검사는 물론 플랜트 안전진단 분야와 수중통신 분야에 적극 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구진은 소리의 파장보다 작은 초소형 인공구조물을 지그재그 형상으로 설계하고 외부 음파 신호가 이 구조물을 통해 센서에 전달되도록 했다. 이렇게 하면 구조물을 통과하는 음파의 진행 경로가 증가해 공기나 물 등 신호를 전달하는 자연계 매질이 갖고 있지 않은 높은 굴절률과 임피던스(매질 내 속도와 음압 사이의 비율) 특성이 나타나게 된다. 높은 굴절률과 임피던스를 동시에 구현하면 음압 증폭이 가능하다.

송 박사는 “기존 음향기술이 가졌던 크기의 한계를 소리의 파장보다 작은 구조물로 구현해 극복했다는 데 큰 의미가 있다”고 설명했다. 연구결과는 ‘사이언티픽 리포트’ 지난해 12월 11일자에 게재됐다.

권기석 기자 keys@kmib.co.kr