투명 망토 비밀 풀었다

해리 포터 이야기에 나오는 것처럼 몸에 두르면 보이지 않는 ‘투명 망토’가 현실세계에서 만들어졌다. 3일 미국 뉴스사이트 MSNBC는 캘리포니아 버클리대 연구팀이 인공물질인 ‘메타물질’을 이용해 투명 망토를 개발하는 데 성공했다고 보도했다.

　연구팀은 이번에 개발한 투명 망토를 이용해 폭 0.000024인치(0.00061㎜), 높이 0.000012인치(0.0003㎜)의 아주 작은 물체를 숨기는 데 성공했다. 적혈구 크기와 비슷하고, 머리카락 두께의 100분의 1 크기 물체를 ‘투명 망토’로 보이지 않게 한 것이다.



　투명 망토는 이산화규소(SiO2) 표면에 질화규소(SiN)를 입혀 만들었다. 숨기고자 하는 물체를 덮어 물체에 도달한 뒤 반사돼 나오는 빛의 움직임을 변화시켜 보이지 않도록 했다. 투명 망토 표면에는 7000개의 미세한 구멍이 일정한 패턴으로 뚫려 있다. 이 구멍들 속에는 질화규소가 채워져 빛의 각도를 굴절시키고 구멍 내부에서 이동하는 빛의 속도를 변화시켜 사람들이 망토 뒤에 있는 물체를 알아차릴 수 없게 만든다.

　실제 실험은 평평한 면에 미세한 크기의 돌출부를 만든 뒤 그 위에 망토를 덮는 방식으로 진행됐다. 먼저 단순한 평면 위와 돌출부가 있는 면 위에 각각 빛을 쬐어 반사되는 빛의 패턴이 다르게 나타나는 것을 확인했다. 돌출부 때문에 빛이 흩어졌기 때문이다. 그런 다음 돌출부에 망토를 덮어 빛을 쬐었다. 그랬더니 원래 평면과 같은 빛의 패턴이 나타났다. 돌출부가 있지만 이를 덮은 망토가 빛을 굴절시켜 평면에서 반사되는 각도로 잡아 준 탓이다. 이 때문에 보는 사람의 눈에는 돌출부가 없는 것처럼 보였다.


　지금까지 물체를 눈에 안 보이게 하는 방법은 몇 가지 개발됐지만 어떤 각도에서도 대상 물체를 숨기는 데 성공한 것은 이번이 처음이다. 현재까지 개발된 기술은 전자기장을 활용해 물체의 일부만 안 보이게 하거나 가시광선 중에서도 특정한 파장, 특별한 각도에서만 물체를 안 보이게 만들 수 있었다.

　연구팀은 “이번에 개발된 투명 망토를 만드는 데 약 1주일이 걸렸다”며 “앞으로 남은 과제는 망토를 크게 만드는 것”이라고 설명했다. 하지만 영화에 나오는 것처럼 사람 몸을 가릴 수 있는 투명 망토를 만들기까지는 아직도 가야 할 길이 멀어 보인다. 연구팀은 우선 제작시간이 너무 오래 걸릴 것으로 예상하면서 시간을 단축시키는 기술도 개발 중이라고 말했다. 이와 함께 숨기고자 하는 물체보다 투명 망토가 훨씬 더 커야 한다는 점도 해결해야 할 과제로 지적했다.

이번 연구 결과는 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 최근호에 게재됐다.