[서울=뉴스핌] 송기욱 기자 = 한승용 서울대학교 전기정보공학부 교수 연구팀이 '무절연 고온 초전도 자석'을 이용해 직류 자기장 세계 최고 기록을 달성했다고 13일 밝혔다.

한승용 교수팀은 미국 국립 고자기장연구소와 공동으로 진행한 이번 연구를 통해 직류 자기장 45.5테슬라(tesla)를 기록했다. 이는 지난 20여년간 넘지 못했던 직류 자기장 세계 최고 기록(기존 44.8테슬라)이다. 이 연구 결과는 13일 국제적 학술지 '네이처 본지'에 발표됐다.

한승용 서울대학교 교수(가운데) [사진 = 삼성전자]

한승용 교수는 "이번 연구결과로 새로운 무절연 고온 초전도 자석 기술을 통해 기존 한계를 뛰어넘는 초고자기장을 보다 안전하게 발생시킬 수 있다"며 "이는 기존에는 상상하기 어려웠던 수준으로 초소형화가 가능하다는 것을 보여준다"고 말했다.

그는 "이번 연구 결과를 활용해 향후 △암 진단용 MRI 등 의료분야 △풍력발전 등 에너지분야 △오폐수 처리 등 환경분야 △전기 추진 등 수송분야 △고효율 산업용 기기 등 산업 전반에 걸친 효과가 있을것"이라고 밝혔다.

암 진단용 MRI의 경우 현재 임상용으로 활용되고 있는 장비의 자기장은 3테슬라 수준이다. 이번 연구 결과를 통해 45테슬라 이상의 MRI 개발 시 기존 대비 100배 이상 향상된 해상도로 진단영상을 얻을 수 있어 효과가 클 것으로 내다봤다

한승용 교수 연구팀은 기존 초전도 자석에서 필수적으로 여겨진 전기 절연부를 의도적으로 제거했다. 이 '무절연 고온 초전도 자석' 구조를 세계 최초로 제안해 초전도 자석 제작 방식의 패러다임을 바꾼 것으로 평가받고 있다.

한승용 교수 연구팀이 개발한 무절연 고온초전도자석 구조 [사진 = 삼성전자]

연구팀은 기존 초전도 자석에 비해 50배 이상 높은 에너지 밀도를 가지면서도 직경 34mm, 높이 53mm의 초소형으로 설계된 '무절연 고온 초전도 인서트 코일'을 개발했다. 이 연구 결과를 통해 고온 초전도 자석 기술의 상용화에 획기적인 전기가 마련될 것으로 기대된다.

연구 초반 무절연 고온 초전도 자석이 45.5 테슬라의 초고자기장에서 구동될 때 발생하는 기계적 변형의 원인을 규명하지 못하는 어려움이 있었다.

하지만 삼성전자 미래기술육성센터의 연구 지원을 통해 무절연 고온 초전도 자석에서 발생하는 비선형 전류 특성을 새롭게 해석하는 기법을 개발하고 기계적 변형의 원리를 규명했다.

한승용 교수팀의 이번 연구과제는 지난해 6월 삼성미래기술육성사업의 과제로 선정돼 연구지원을 받고 있다. 또 한국연구재단, 미국국립과학재단의 지원도 받아 수행됐다.

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