노후건물·항공기 균열 찾는 '메타물질' 세계 최초 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 노후된 건물, 항공기, 철제 다리 등 오래된 구조물에 발생하는 크랙과 결함을 한 번에 찾을 수 있도록 초음파를 생성하는 메타물질을 세계 최초로 개발했다.

한국기계연구원(KIMM)은 나노융합장비연구부 나노디스플레이연구실 권민우 선임연구원 연구팀과 서울대 기계공학부 김윤영 석좌교수 연구팀이 노후 건축물이나 항공기 균열 등 구조물의 결함을 한 번에 발견할 수 있는 원형 편광 초음파를 생성하는 메타물질을 개발했다고 14일 밝혔다.

이 메타물질은 대면적의 알루미늄 금속에 연속된 구멍을 내어 제작됐다.

연구팀은 메타물질의 구멍 모양과 간격을 조절, 직선 형태의 초음파를 메타물질에 통과시켜 원형 진동초음파로 변환시켰다.

이 기술은 단 한 번의 검사와 기존 기술 대비 12배 높은 정확도로 검사시간을 크게 단축하고 구조물의 결함을 발견할 수 있어 향후 비파괴 검사 등 산업 생산성이 향상시킬 것으로 기대된다.

기존 비파괴 검사는 직선 형태로 진동하는 초음파를 구조물에 보내 결함을 발견하는 방식이었으나, 해당 검사는 구조물 내부의 모든 영역을 조사하기 어려워 최소 2번 이상의 검사가 필요하다.

기존 기술은 검사시간이 많이 소요되고 결과물에 대한 정확도가 낮아 사용이 제한적이었다.

권민우 기계연 선임연구원은 “기존 초음파검사 기술의 결함탐지 성능 수준을 높일 수 있는 신개념 기술”이라며 “향후 영상진단에 활용될 뿐만 아니라 디스플레이나 약물의 미세입자 제어 등 산업용 비파괴검사를 넘어 의료용 초음파기술의 패러다임을 바꿀 것”이라고 말했다.

과학기술정보통신부, 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 세계 유수 저널 '네이처 커뮤니케이션'에 지난 12일 게재됐다.

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