GIST 임춘택 교수, 고해상도 자장 집속 성공

- 의료장비 개발, 뇌경색 치료 등 적용…10일 삼성 미래기술육성센터서 발표

[그림 1] 합성자장 발생 실험장치. 검정색의 자기 재료인 페라이트 코어에 10개의 코일이 일정한 간격(5㎝)으로 놓여 있는데, 여기에 임 교수가 개발한 이론식으로 계산된 전류를 흘려보내면 10㎝ 거리의 한 지점에 자장이 강하게 집속된다. 

□ 국내 연구진이 자석에서 발생하는 자장(磁場)은 항상 퍼진다는 고정관념을 뒤집고 자장을 집속하는 데 성공, 의료 장비 개발이나 질병 치료, 지하 탐지 등에 적용할 수 있는 가능성을 제시했다.

  ∘ GIST(광주과학기술원‧총장 문승현) 에너지융합학제전공 임춘택(53) 교수는 평행하게 배열한 여러 개의 전류원에서 발생하는 자장을 합성해 임의의 방향과 위치에 자장을 집속하는 데 세계 최초로 성공했다.

  ∘ 임 교수는 지난 7월 이 분야 최고 권위의 국제전기전자공학회 자기학 저널(IEEE Magnetics Letters)에 관련 논문*을 게재했으며, 11월 10일(목) 삼성전자 미래기술육성센터에서 열리는 연례 세미나에서 이를 발표할 예정이다.

  * 논문명: Synthesized Magnetic Field Focusing Using a Current-Controlled Coil Array

□ 자장은 주파수에 따라 자기공명장치, 무선전력, 근접통신, 비파괴검사, 물질탐사 등에 광범위하게 사용되는 기본적인 물리적 장으로, 집속이 될 경우에 해상도를 높일 수 있기 때문에 다양한 방법으로 이를 개선하기 위한 연구가 진행돼 왔다.

[그림 2] 자장을 집속하였을 때와 집속하지 않았을 때의 자장밀도 측정 결과를 나타내는 그래프. 검정 그래프는 1개의 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자장의 크기를 측면거리별로 나타낸 것이며, 청색은 코일 10개의 전류에 의해 자장이 합성되어 4배 가까이 급격한 기울기의 자장 그래프가 얻어지는 것을 보여준다.

□ 연구팀은 자성체인 페라이트 코어에 사각형 모양으로 도선을 감아 10개의 서로 다른 전류원을 구현하고, 이로부터 10㎝ 떨어진 지점에서 1.5미리테슬라*(mT)의 자장 밀도로 하나의 전류원에 비해 4배가 집속된 자장을 얻는 데 성공했다.

  * 미리테슬라: 자장의 기본단위인 ‘테슬라’의 1천분의 1에 해당하는 값

  ∘ 연구팀은 전류원의 개수를 늘릴수록 더 높은 집속 해상도를 얻을 수 있고 전류원의 값을 적절히 바꿔주면 집속되는 자장의 방향과 위치를 임의로 바꿀 수 있다는 것을 밝혀냈다.

  ∘ 또한 전파를 이용하는 위상배열안테나와 달리, 주파수나 위상에 무관하게 자장을 집속할 수 있어서 직류부터 고주파 교류까지 모두 사용 가능하다.

□ 임춘택 교수는 “이번 연구에서 얻은 합성자장 집속 원리를 응용하면 자기 의료영상장치 개발, 국부 유도가열에 의한 뇌경색 치료나 암 치료, 지하 공동(空洞)이나 지중 금속 탐지, 공간 무선전력 전송 등이 가능하다”고 말했다.

  ∘ 이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터에서 3년간 8억 원을 지원받아 진행됐다.     <끝>  

대외협력팀