[뉴스비전e 박준상 기자] 최근 사물인터넷(IoT), 5G 등 첨단 ICT 기술 발전과 함께 첨단 부품에 대한 수요가 급증하면서, 기존 소재의 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 소재나 구조에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히 투명망토, 슈퍼렌즈 등으로 알려진 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 특성을 가지는 가공된 인공물질로 전자파, 통신, 운송, 위성, 국방 등의 다양한 산업에 활용이 가능해 파급효과가 매우 클 것을 기대되고 있다.

미국 시장조사업체 BCC리서치에 따르면 세계 메타물질 시장규모는 오는 2020년 10억 달러에 달할 것으로 전망되고 있다.

4차 산업혁명을 선도할 차세대 핵심 소재인 메타 물질에 대해서 자세히 살펴 본다. [편집자주]

[② 차세대 핵심소재 메타물질, 향후 성장성에 '기대' ]

플라스틱과 금속 같은 일반적인 물질을 배열 또는 접합해 만들어낸 복합체인 메타물질은 기본 구조를 원천적으로 바꾸면 지금까지 지구상에서 찾을 수 없었던 새로운 물리학적 성질을 갖는 소재를 만들어낼 수 있다는 점에서 향후 성장성이 높을 것으로 기대되고 있다.

영국 시장조사기관인 아이디테크엑스(IDTechEx)는 최근 보고서를 통해 세계 메타물질 응용 시장 규모가 연평균 24.3% 성장해 오는 2021년엔 약 19억 달러 규모가 될 것이라고 전망했다.

메타물질 응용 시장은 전자 음향 기능 강화와 기타의 개 종류로 분류되는데, 전자 응용 부문은 연평균 20.7%의 성장률을 기록하며 2021년 12억 달러 수준으로 커질 것으로 내다봤다.

음향 부문은 현 시점에서는 큰 시장 가치를 기록하지 못하고 있지만, 2021년 4천 5백만달러까지 확대될 것이라고 예상했다.

특히 고성장이 전망되는 기능 강화 및 기타 부문은 연평균 29.4%의 놀라운 성장률 속에 2021년 6억 3천만 달러 규모가 될 것이라고 분석했다.

◆ 세계 각국, 메타물질 R&D '총력'

세계 각국 연구진은 차세대 소재인 메타물질(Metamaterials) 개발에 총력을 기울이고 있다.

미국은 지난 2013년 민간 기금을 바탕으로 '메타물질연구센터'를 설립하고 메타물질 상용화에 적극적으로 나서고 있다.

아울러, MIT, 하버드를 비롯해 UC버클리와 일리노이즈 주립대학, 브라운대학, 노스웨스턴 대학 등 수많은 대학 연구소에서 메타물질 연구를 펼치고 있다.

중국은 300여명의 전문인력이 투입된 민간 메타물질 전문연구기관인 '광치연구소'를 설립하고 20억 위안- 우리돈으로 약 3천 5백억원- 규모의 메타 물질 산업기금을 조성해 운영하고 있다.

일본은 4개 대학과 RIKEN연구소가 컨소시엄 형태로 메타물질 연구를 수행하고 있으며, 유럽도 다국적 · 다기관 메타물질 연구 프로그램을 진행하며 유럽 내 산업체에 메타물질 관련 신기술을 제공하고 있다.

영국은 메타물질 연구 개발을 국가적 사업으로 선정해 수행하고 있다.

국책연구기관인 '공학 · 물리연구회(Engineering and Physical Science Research Council)'는 메타물질 관련 과제에 2019년까지 3년간 약 950여억원을 지원하고 있다.

독일은 'German Centers for Excellence', 'METAMAT' 등 연구기관들이 3차원 메타물질 연구에서 국제적인 성과를 선도하고 있다.

또한 슈트트가르트 대학, 맥스 플린크 재단 등에서도 메타물질 연구 개발이 왕성히 진행되고 있다.

경북대학교 첨단정보통신융합산업기술원은 "메타물질은 전자파 통신 운송 위성 국방 등 다양한 산업에 활용이 가능하다"며 "빛을 감추는 투명망토 ,소리를 감추는 음향 망토, 고분해능 렌즈, 효율적인 소형 안테나, 고민감성 감지기, 바이오 이미징, 스텔스 등 다양한 분야에서 응용되고 있다"고 말했다.

이어 "층간 소음 저감재, 음향 소음차단 및 방재 방파설비, 초음파 메타물질을 이용한 인체 산업진단 등의 적용도 추진되고 있다"고 설명했다.