청소기·UAM 소음 확 줄인다…KAIST 연구진, 신개념 차단기술 개발

소음 가소 '복소 임피던스 타일' 기술을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 연구팀. 왼쪽부터 기계공학과 전원주 교수와 박사과정 양은진·김지완씨 [사진=KAIST]

국내 연구진이 전자 제품이나 기계 설비 가동 중에 나오는 소음을 효과적으로 차단하는 기술을 개발했다.

6일 한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 전원주 교수와 박사과정 양은진·김지완씨가 구조물의 공기 흐름은 자유롭게 허용하면서도 소음은 효과적으로 차단하고 음향 임피던스를 원하는 값으로 조정할 수 있는 '복소 임피던스 타일'을 개발했다고 밝혔다.

음향 임피던스란 소리가 전파되는 공기나 물 같은 매질이 가진 고유의 음향학적 특성을 말한다. 

전 교수 연구팀은 두께가 매우 얇은 복소 임피던스 타일을 적용하면 밖으로 빠져나가는 소리를 90% 이상 저감할 수 있음을 정밀한 전산 시뮬레이션을 통해 예측했다.

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이후 제작과 실험을 통해 소음 저감 성능을 검증했다. 구조물 내벽에서 소리를 100% 완벽하게 흡수할 때보다 복소 임피던스 타일을 쓸 때 밖으로 빠져나가는 소리가 훨씬 큰 폭으로 줄어드는 것도 확인했다. 재료가 아닌 구조의 형상적인 특징을 이용하기 때문에 습도나 온도 변화에 따른 유지 보수도 쉬웠다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 KAIST 도약연구사업 지원을 받아 이뤄졌다. 연구 성과는 기계공학 국제 학술지인 '메카니컬 시스템 앤 시그널 프로세싱'에 실렸다.

전 교수는 "복소 임피던스 타일은 개구부나 틈새를 전혀 막지 않으면서도 소리는 밖으로 빠져나가지 못하게 할 수 있다"며 "두께가 얇아 상대적으로 협소한 공간에 있는 시스템에도 적용이 가능하다는 특징이 있다"고 설명했다.

이어 "헤어드라이어·청소기 같은 전자 제품부터 미래 교통수단인 도심항공모빌리티(UAM)까지 다양한 시스템의 소음 저감에 활용할 수 있다"고 밝혔다.