한국재료연구원(KIMS) 기능복합재료연구실 이상복, 박병진 박사 연구팀이 5G통신용 전자파를 90% 이상 흡수하는 극박의 복합소재 필름을 세계 최초로 개발했다.
향후 스마트폰과 같은 무선통신기기뿐만 아니라 자율주행차 레이더 등에 적용될 경우 자율주행의 신뢰성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다.
전자부품에서 발생하는 전자파 노이즈는 다른 전자부품에 간섭을 일으켜 성능 저하를 발생시키기 때문에 차폐 소재를 이용해 이를 막게 된다.
기존 반사 차폐 소재는 금속, 탄소 등 고전도성의 소재로 전자파를 90% 이상 반사하는 방식으로 차폐해 실제 흡수율은 10%도 되지 못한다.
5G통신은 기존 3G나 4G의 주파수보다 10배 이상 높은 약 26GHz 이상의 주파수가 사용되는데 통신 주파수의 상향에 따른 2차 간섭 문제로 전자파를 흡수 및 제거할 수 있는 흡수 차폐 소재를 필요로 한다.
연구팀은 5G통신 주파수에서 우수한 흡수성능을 보이는 자성소재와 고분자를 혼합한 복합소재 필름에 전도성 섬유를 그리드(Grid) 형태로 재봉해 흡수 차폐 소재를 제조했다.
반사율은 1% 이하면서도 흡수율은 90% 이상을 나타냈다.
여기에 얇고 유연한 특성으로 10회 이상 구기거나 접었다 폈을 때 성능의 저하가 없었다.
전자파 흡수 차폐 소재기술은 5G나 6G통신이 활용되는 스마트폰, 기지국(스몰셀), 자율주행차 레이더, 저궤도 통신위성 안테나 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
특히 5G나 6G 대역의 흡수 차폐 소재는 고차원의 물성 설계기술이 요구되는 신소재로 이의 상용화에 성공한 회사는 세계적으로도 미국, 독일, 일본 등 2~3곳에 불과하다.
향후 수입대체는 물론 해외로의 수출도 가능할 것으로 전망되고 있다.
연구팀은 전도성 그리드를 활용해 전자파의 반사 없이 전자파 대부분을 흡수하는 극박의 소재 개념을 새로이 제시한 것으로 자율주행차 레이더 등에 적용될 경우 자율주행의 신뢰성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
연구결과는 영국 왕립화학회에서 발행하는 재료과학 분야 저명학술지인 ‘재료화학저널 A(Journal of Materials Chemistry A)’에 지난 2월28일자로 게재됐다.
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