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우리나라의 톱스타 이병헌도 출연한 헐리웃 영화 ‘지 아이 조(G.I.Joe)-전쟁의 서막’ 영화에는 에펠탑을 갉아 먹어 쓰러뜨리는 가공할 무기가 등장한다. 바로 나노 무기다. 나노는 그리스어 ‘난장이’에서 유래한 말이다. 1나노미터는 10억분의 1 미터다. 인간의 머리카락 두께가 5만 나노미터이고 원자 크기가 5분의 1 나노미터이니 나노가 얼마나 작은 크기인지 상상이 어려울 것이다.
에펠탑을 무너뜨리는 영화속의 나노무기는 아직까지는 존재하지 않는 가상의 무기이지만 실제로 이런 무기가 등장할 날이 머지 않았다고 한다. 차세대 첨단기술로 주목받고 있는 이 나노기술을 군사분야에 적용하는 연구가 각국에선 활발히 이뤄지고 있기 때문이다.
지난 2002년 미 육군은 MIT대학에 군인나노기술연구소를 설립하기 위해 5000만 달러의 보조금을 지원했다. 이 곳에서는 연구중인 군 전투복은 기존의 전투복과 차원을 달리한다. 내부 센서가 화생방 무기를 감지하면 곧바로 섬유조직의 ‘틈새’를 막아 공기가 전혀 통하지 않게 한다. 또 총탄이나 포탄이 날아오는 것을 감지하면 전투복은 기존의 케블러 방탄복 보다 몇배나 단단해 지기도 한다.
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| ▲ 정부수립 및 건군 50주년을 맞아 진해만에서 해군 국제관함식이 열리고 있다. 이번 관함식에는 한국형 구축함인 광대토대왕함과 잠수함 등 국산 건조함정 40여척과 미국 키티호크 항공모함을 포함한 일본, 영국, 프랑스 등 11개국의 함정 21척이 참가하고 있다. ⓒ연합뉴스 |
나노기술로 가능해지는 전투력 증강
군인이 부상을 당하면 전투복이 알아서 살균을 하고 항상제와 마취제를 투입해 응급처치까지 한다. 심지어 총탄이 전투복에서 빗나가게 하거나 눈에 보이지 않게 하기도 한다. 나노기술은 이런 ‘꿈속의 일’을 현실화한다.
우리나라에서도 대학 국방특화연구센터 등을 통해 이런 연구가 진행되고 있다. 전국 주요대학에 설치돼 운영중인 국방특화연구센터는 국방과학기술 산학연 연구의 상징적인 존재로 볼 수 있다.
국방특화연구센터는 3년 이내의 단기적 연구지원에서 벗어나 장기적이고 안정된 국방과학기술 개발 및 연구인력 양성을 목적으로 추진되는 장기 연구지원 사업이다. 지난해까지 나노기술을 포함, 12개 국방특화연구센터가 운영중이었고 올들어 2개가 새로 설립돼 총 14개가 운영되고 있다. 특히 올들어 설립된 국방특화연구센터는 ‘국방 피탐지 감소기술’ ‘국방 생존성 기술’ 센터 등이어서 첨단 미래무기와 관련해 눈길을 끈다.
스텔스 기술을 의미하는 국방 피탐지 감소기술 연구는 항공기는 물론 잠수함, 수상함정 등의 레이더 피탐지 감소, 적외선 감소, 수중 피탐지 감소 문제를 집중 연구하는 것이다.
우리 군의 스텔스 기술 연구는 국방과학연구소(ADD)를 중심으로 스텔스 도료(페인트) 연구는 이미 상당 기간 연구 및 실험이 이뤄진 것으로 알려져 있다. 미국의 F-22, F-35 등 이른바 5세대 전투기에는 스텔스 기술이 필수적인 조건으로 자리잡아 가고 있고 러시아, 중국, 유럽 각국 등도 스텔스 유인 전투기 또는 스텔스 무인 전투기를 개발중이다.
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| ▲ 연세대 물리학과 이삼현 교수가 23일 부산 벡스코에서 열린 제5회 부산국제조선해양대제전 무기체계 세미나에서 '메타물질 개발현황'에 관한 연구논문에 대해 설명하고 있다. 이 교수는 이날 세미나에서 수중음파탐지기에 잡히지 않는 '투명 잠수함' 개발의 가능성에 대해 설명했다. ⓒ연합뉴스 |
메타물질로 꿈꾸는 투명 잠수함
독자적인 차세대 전투기 개발을 추진중인 우리 군에게도 스텔스 기술이 매우 중요한 요소로 평가되는 이유가 여기에 있다.
연세대 물리학과 이삼현 교수는 지난 10월 제5회 부산국제조선해양대제전 무기체계 세미나에서 ‘메타물질 개발현황’에 관한 연구논문을 발표하면서 스텔스 기능을 갖춘 ‘투명 잠수함’ 개발의 가능성을 제시했다.
자연에 존재하는 물질 대부분은 양(+)의 굴절률을 가지고 있으나 메타물질은 음(-)의 굴절률을 가져 마치 물체가 존재하지 않는 것처럼 보이게 된다. 메타물질을 잠수함에 덮어씌우면 수중음파 탐지기에 잡히지 않는 ‘투명 잠수함’ 된다는 것이다. 메타물질에 대한 이론은 세계적으로 많이 발표됐으나 음파를 이용해 실험에 성공한 것은 이 교수팀이 세계에서 처음이라고 한다. 다양한 주파수대에서 음파가 그대로 통과하는 메타물질을 개발하려면 추가연구가 필요하지만 2020년쯤이면 모든 음파를 그대로 통과시키는, ‘투명 망토’ 역할을 하는 메타물질을 이용한 투명 잠수함을 개발할 수 있다고 하니 이런 전망이 실현될 날을 기대해본다.
아울러 국방과학연구소 등 군 당국도 종전보다 늘어난 국방 연구개발 예산을 특화연구센터 등 산학연 기관 설립이나 지원에 보다 많이 투자할 필요가 있다는 생각이다. | 
저작권자 2009.11.20 ⓒ ScienceTimes
