서울대 연구진이 결정물질이 가진 에너지 제어의 장점과 비결정 구조 물질의 에너지 압축 장점만을 가진 새로운 형태의 물질을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

결정 매질은 빛이나 전자와 같은 파동에너지(주파수)를 특정 영역으로 제어할 수 있어, 레이저, 반도체, 태양전지 등에 응용되나 에너지 제어와 압축이 동시에 가능한 매질을 구현하는 것은 불가능하다고 여겨졌다.

연구진은 입자물리학의 초대칭(Super-symmetry) 이론을 비결정 무질서 매질의 설계에 최초로 적용하였고, 결정 매질의 입자를 나타내는 함수에, 수학식을 이용하여 초입자의 함수로 바꾸는 ‘초대칭 변환’을 계속하여 적용할 경우, 결정구조가 사라져 원자 배열이 무질서한 물질 입자의 함수를 얻을 수 있었다.

변환의 결과로 얻은 물질은 결정 매질의 에너지 제어 특성은 그대로 보존되면서 비결정 매질의 장점도 함께 갖는다는 사실을 세계최초로 이론적으로 증명하였다. 즉, 결정 및 비결정 구조의 장점만을 골라 갖는 비결정 신매질을 설계하는데 성공하였다.

이러한 연구 성과를 바탕으로 완벽한 에너지 특성을 갖춘 동시에 수십 배의 에너지 압축이 가능한 다양한 신소재를 설계할 수 있을 것으로 기대하였다. 동 연구결과는 영국 국제학술지 ‘Nature Communications’에 게재되었다. 

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2015. 12. 07]