한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 전원주 교수 연구팀이 구조물의 틈새나 개구부를 통한 열 교환과 공기 흐름은 자유롭게 허용하면서도 소음은 효과적으로 차단할 수 있도록 음향 임피던스를 원하는 복소수 값으로 조절할 수 있는 신개념 음향 메타물질 '복소 임피던스 타일'을 개발했다고 7일 밝혔다. 

 음향 임피던스는 공기, 물 등 소리가 전파되는 매질이 가진 고유의 음향학적 특성이다.

 일반적으로 매질의 밀도와 음속의 곱셈으로 표현되기 때문에 그 값이 실수이고, 매질이 정해지면 원하는 값으로 자유롭게 조절하는 것이 불가능하다.

 연구팀이 개발한 복소 임피던스 타일은 소리가 경계면에 부딪혀 반사될 때 소리의 크기뿐 아니라 방향까지도 조절하는 것이 가능하다.

 또 구조물 내벽에서 소리를 100% 완벽하게 흡수하는 경우보다도 복소 임피던스 타일을 사용했을 때 밖으로 빠져나가는 소리를 훨씬 더 큰 폭으로 저감할 수 있음을 확인했다.

 전원주 교수는 "가정의 헤어드라이어, 청소기 등 소형 전자제품부터 산업 현장, 향후 미래 교통수단으로 주목받는 도심 항공 모빌리티까지 다양한 시스템의 소음 저감에 획기적 설루션으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

 이번 연구 결과는 기계공학 분야 국제 학술지인 '메카니컬 시스템 앤 시그널 프로세싱'에 실렸다.