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서울대 한승용 교수 연구팀, 100배 더 선명한 정밀 MRI 기술 개발

발행일시 : 2019-06-13 13:20
서울대 전기정보공학부 한승용 교수(가운데) [사진=삼성전자] <서울대 전기정보공학부 한승용 교수(가운데) [사진=삼성전자]>

서울대학교 전기정보공학부 한승용 교수 연구팀이 미국 국립 고자기장연구소와 공동으로 '무절연 고온 초전도 자석'을 이용해 직류 자기장 세계 최고 기록을 달성했다.

한승용 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 직류 자기장 45.5 테슬라(Tesla)를 기록하며, 지난 20여 년간 넘지 못했던 직류 자기장 세계 최고 기록(기존 44.8 테슬라)을 경신했다고 13일 국제적인 학술지 네이처(Nature) 본지를 통해 발표됐다.

한승용 교수는 "이번 연구결과는 새로운 무절연 고온 초전도 자석 기술을 통해 기존 한계를 뛰어넘는 초고자기장을 보다 안전하게 발생시키는 한편, 기존에는 상상하기 어려웠던 수준으로 초소형화가 가능하다는 것을 보여준다"고 말했다.

이번 연구결과를 활용하면 향후 △의료 △에너지 △환경 △수송 △고효율 산업용 기기 등 우리 산업 전반에 걸쳐 큰 파급 효과가 기대된다.

암 진단용 MRI의 경우, 현재 임상용으로 활용되고 있는 장비의 자기장은 3 테슬라 수준이며, 자기장이 10 테슬라인 장비가 연구 중이다. 이번 연구를 통해 45 테슬라 이상의 임상용 MRI가 개발된다면 기존 대비 100배 이상 해상도의 정밀진단 영상을 얻을 수 있다. 현재로선 볼 수 없는 뇌 속 미세혈관까지 촬영이 가능해지는 것이다.

서울대 한승용 교수연구팀의 무절연 고온 초전도 자석 구조 [사진=삼성전자] <서울대 한승용 교수연구팀의 무절연 고온 초전도 자석 구조 [사진=삼성전자]>

한승용 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 '무절연 고온 초전도 자석' 구조를 세계 최초로 제안했다. 기존 초전도 자석에서 필수적으로 여겨졌던 전기 절연부를 제거한 것이다. 대신, 연구팀은 기존 초전도 자석보다 50배 이상 높은 에너지 밀도를 가지면서도 직경 34 mm, 높이 53 mm의 초소형으로 설계된 '무절연 고온 초전도 인서트 코일'을 개발해 적용했다. 이 새로운 방식은 고온 초전도 자석 기술의 상용화에도 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대된다.

이와 함께, '무절연 고온 초전도 자석'이 45.5 테슬라의 초고자기장에서 구동될 때 발생하는 독특한 기계적 변형의 원인도 규명했다. 한승용 교수팀의 이번 연구 과제는 2018년 6월 삼성미래기술육성사업의 과제로 선정돼 연구 지원을 받고 있으며, 한국연구재단, 미국국립과학재단의 지원을 받아 수행됐다.

김광회 기자 elian118@nextdaily.co.kr

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