영화에서 보면 투명망토가 있습니다. 우리눈으로 볼 수 없죠.

Question

영화에서 보면 투명망토가 있습니다. 우리눈으로 볼 수 없죠.

이것이 실제 존해하는 것으로 알고 있는 데, 메타물질로 그렇게 된다는데

이 원리가 궁금합니다. 왜 상용화를 안하는지도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

우리가 사물을 볼 수 있는건 빛의 반사 때문인데요..반사된 빛이 우리 눈으로 들어와 물체의 색깔이나 형태롤 보게 되는 것이죠.

반대로..빛이 100% 흡수되면 검게 보이고,, 물체가 빛을 모두 투과시키면 투명하게 보입니다.

수백 nm 크기의 메타물질은 빛을 심하게 휘게 하는 음의 굴절률을 만드는데..핵심은 메타원자와 배열구조에 있습니다.

투명화 기술은 눈에 보이는 가시광선을 휘게 하는 것이 목표인데..현재는 빛의 파동 제어만이 아닌 전자기파나 음파를 휘게 하는 메타물질 개발에도 성공한 상태이다.

실물이 보이게 하는 메타물질의 쓰임새는 무궁무진하여 항공우주 및 의료등 산업 전반에 획기적인 과학 발전을 이룰 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

메타물질은 물질의 특성 중 유전율과 투자율을 조절해 굴절률을 변화시킨 것입니다. 고굴절률 메타물질은 투명망토를 가능하게할 것으로 보여집니다.

Answer 3

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

투명 망토와 같은 메타 물질은 일종의 굴절을 이용하여 빛을 조작하여 보이지 않게 만드는 소재입니다. 현재까지 메타 물질을 제작하는데 비용이 매우 높고, 취약성이 있으며, 상용화에 적합하지 않아 대부분 실험실에서의 연구나 광학 등의 분야에서 활용되고 있습니다. 더 많은 연구와 기술 개발이 이루어지면 상용화 가능성도 열려 있을 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

현재 시험 제작된 투명망토는 미세한 구멍이 있는 산화 규소에 질화 규소를 입히는 형태의 재질로 제작되었습니다.

질화 규소는 특이한 형태의 구멍들이 새겨져 있는데, 이 구멍들이 빛의 속도와 각도를 굴절시켜 사람의 눈으로는 망토 뒤의 물체를 식별할 수 없게 만드는 원리를 이용하였습니다.

하지만 이런 재질은 크게 제작은 불가하며, 만드는데 걸리는 시간 및 내구성 등을 고려하였을 때 아직까지는 상용화는 불가능 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 투명망토는 빛을 정상적으로 반사하지 않고 투명망토를 덮어쓴 대상이 있으면 빛이 투명망토를 타고 넘어가 뒤쪽에 있는 사물에 부딪히고 반사돼 다시 투명망토를 넘어 지켜보는 사람의 눈에 들어옵니다. 이렇게 되면 앞에 물체가 분명히 있지만 눈에 들어오는 빛은 그 뒤쪽 정보밖에 없게되는데 이게 투명망토의 원리라고 합니다.

아직 상용화되지 않은 이유는 이 원리를 실현할 물질이 없기 때문입니다. 즉 투명망토가 실재있다는 전제는 거짓입니다.

Answer 6

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

투명 망토는 빛이 망토를 통과하면서 망토 뒤쪽에서 발생하는 빛을 활용하여 그 빛의 모양을 따라 그대로 반사시킴으로써, 망토 뒤쪽이 투명해 보이는 효과를 연출합니다. 이러한 기술은 메타물질이라는 특수한 재료를 이용하여 구현됩니다.

메타물질은 전자기파를 이용하여 빛이나 전자파를 구부리거나 반사할 수 있도록 설계된 재료입니다. 메타물질은 빛의 파장과 크기가 메타물질의 구조와 유사한 크기에 맞아야 하기 때문에, 이러한 재료를 만들기 위해서는 매우 정교한 기술과 공정이 필요합니다. 또한, 현재까지는 비교적 작은 크기의 메타물질만 제작이 가능하기 때문에 대규모 적용에는 어려움이 있습니다.

현재까지는 투명 망토와 같은 메타물질을 실제로 활용하기에는 기술적인 한계와 제조 비용 등의 문제가 있어서, 아직은 상용화되지 않은 상태입니다.

Answer 7

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

메타물질은 빛이나 전자파보다

매우 작은 크기의 공간에

금속이나 유전물질을 반복적인 패턴으로

배열하여 만든 물질이에요.

여기서 '메타'란 자연계에 존재하지 않는

특성을 가진 물질을 말해요.

우리는 물체에 반사되어 나오는

빛을 통해 사물을 보는데요,

메타물질을 이용하면 인위적으로

빛을 굴절시킬 수 있어요.

즉, 반사되는 빛이 없기 때문에

우리 눈에는 사물이

보이지 않게 되는 것이지요

Answer 8

안녕하세요. 조인철 과학전문가입니다.

투명망토는 현재로서는 이론적인 가설에 그치고 있으며, 메타물질로 투명 망토를 실제로 만드는 기술적인 문제점들이 아직은 존재합니다.

투명 망토는 빛을 반사하거나 흡수하는 물질로 만들어지는데, 일반적인 물질들은 빛을 흡수하거나 반사하기 때문에 투명 망토를 만들 수 없습니다. 하지만, 메타물질은 빛을 통과시키는 기술을 가지고 있기 때문에, 이론적으로 메타물질로 투명 망토를 만들 수 있다는 가설이 제시되어왔습니다.

일부 실험적으로 테스트 하고 있지만 상용화가 힘든 이유는 압력과 같은 외부의 힘에 의해서 약간이라도 변형이 일어나면 메타물질의 특성을 잃게 되어 기능을 수행할 수 없기 때문에 상용화가 어렵습니다.

Answer 9

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

빛의 굴절율을 제어해 빛의 경로를 조절하여 투명망토를 만들 수있는 메타물질은 개발되었지만, 완벽하지않은 투명망토 (육안식별가능), 경제성(굳이 불필요) 등의 이유로 상용화까지는 아직 갈길이 멀다고 생각해주시면 됩니다.

감사합니다.