국내 연구진에 의해 환기와 소음 저감을 모두 잡을 수 있는 신기술이 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 전원주 교수팀을 통해 구조물의 사방을 막지 않으면서도 소음을 효과적으로 차단하는 신개념 음향 메타물질 ‘복소 임피던스 타일’을 개발했다고 6일 밝혔다.

음향 임피던스는 공기와 물 등 소리가 전파되는 매질의 고유한 특성을 가리키는데, 일반적으로는 매질의 밀도와 음속의 곱셈으로 표현되는 실수 형태다.

특히 매질이 정해지면 소리의 방향을 조절하지 못하고 사방으로 퍼져나가는 성질을 지니는데, 신기술을 적용하면 음향 인피던스를 원하는 방향으로 조절할 수 있다.

구조물 벽면에서 소리를 흡수하는 기존 기술과 달리 신기술이 적용된 벽은 소리가 벽에서 반사될 크기와 방향을 세밀하게 조정해 틈새로 빠져나가지 못하고 내부에서 맴도는 것이다.

KAIST가 개발한 소음 저감 물질 '복소 임피던스 타일' [KAIST 제공]

연구팀은 복소 임피던스 타일을 적용한 결과 밖으로 빠져나가는 소리가 90% 이상 저감될 것으로 예측하고 실험을 통해 이를 검증했다.

또 구조물 내벽 전체에 방음 소재를 적용한 경우보다도 복소 임피던스 타일을 사용했을 때의 소음 저감 효과가 더 뛰어나다고 전했다.

KAIST 전원주 교수는 "가정의 소형 전자제품부터 산업 현장·항공 모빌리티까지 다양한 시스템 소음을 획기적으로 저감할 수 있을 것"이라고 말했다.

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