우리가 일상적으로 사용하는 스마트폰 무선통신은 소리 신호를 전자기파로 변환하여 기지국을 거쳐 주고받는 기술을 기반으로 합니다. 전파는 주파수에 따라 성질이 다르며, 이를 감시하기 위해서는 주파수 대역에 맞는 다양한 안테나가 필요합니다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 고대역과 저대역 안테나 간의 간섭을 최소화하고 수신 환경에 따라 거리를 조절할 수 있는 하이브리드 이동형 전파 탐지 안테나 시스템을 개발했습니다. 이 기술은 국가 전파 관리뿐만 아니라 재난 구조와 전파 방해 범죄 탐지 등 다양한 분야에 활용될 예정입니다.

언제 어디서나 기기를 자유롭게 휴대할 수 있도록 만드는 데 가장 필요한 핵심 과학기술은 바로 배터리 기술입니다.

스마트폰과 같은 휴대 장치에 필수적인 리튬 이온 배터리는 전자를 쉽게 잃는 리튬의 특성을 이용해 작동합니다. 하지만 액체 전해질의 누출로 인한 폭발 위험이 있고, 유연하게 구부릴 수 없어 웨어러블 기기에 적용하기 어렵다는 치명적인 한계가 존재합니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 물리적으로 안전하고 수명이 길며 빠른 충전이 가능한 '슈퍼커패시터'가 대안으로 주목받고 있습니다. 다만, 아직까지는 에너지 공급 지속 시간이 짧고 부피를 줄이기 어렵다는 점이 해결 과제로 남아 있습니다.

한국에너지기술연구원 연구팀은 그래핀 전극에 초고속 펄스 레이저를 조사하는 방식으로 전도성과 내구성을 극대화한 '마이크로 슈퍼커패시터'를 개발하는 데 성공했습니다. 이 기술은 전지를 초소형화하면서도 자유롭게 휘어지고 붙였다 뗄 수 있는 접착성까지 갖추어 차세대 유연 전지 시장의 가능성을 열었습니다. 연구진은 현재 낮은 에너지 밀도 문제를 해결하기 위해 동일한 공간 내에 전극을 더욱 조밀하게 배치하는 후속 연구를 진행 중이며, 이는 국내 전력 장치 기술의 경쟁력을 한층 더 높여줄 것으로 기대됩니다.

차세대 5G 이동통신에서 사용될 28GHz 밀리미터파 영역은 주파수 할당 간격이 좁아 기지국 간 전파 간섭이 일어날 우려가 큽니다. 한국표준과학연구원(KRISS) 융합연구팀은 인공지능(AI)을 활용해 특정 파장의 주파수만 통과시키고 나머지는 흡수하는 50마이크로미터 두께의 매우 얇은 '메타 표면 필터'를 개발했습니다. 수백 개의 안테나마다 무겁고 복잡한 필터를 개별 장착해야 했던 번거로움을 해결한 이 기술은 필름 형태로 간편하게 제작이 가능하여, 향후 다양한 고주파 송수신 시스템의 효율성을 확보하는 데 기여할 것입니다.

가상현실을 넘어 실제와 같은 오감을 느끼게 하는 혼합현실(XR) 체험 기술도 크게 발전하고 있습니다. 한국생산기술연구원(KITECH)은 가상의 압력과 촉감을 온몸으로 인지할 수 있는 공기압 기반의 햅틱 수트와 촉각 장갑, 그리고 실제로 걷고 뛸 수 있도록 돕는 트레드밀과 와이어 장치 등을 결합한 체험 플랫폼을 구축했습니다. 현실적인 감각 피드백을 실시간으로 제공하는 이 혼합현실 플랫폼은 단순한 게임 산업을 넘어 환자들의 재활 치료 및 비대면 가상 훈련 등 다양한 의료 및 사회적 영역에서 유용하게 쓰일 것입니다.