노후 건축물·항공기 균열 등 결함, 한 번에 찾는다

기계연·서울대연구팀, 원형 편광 초음파 생성 메타물질 개발

노후한 건물이나 철제 다리 등 구조물, 항공기에 발생하는 균열이나 결함을 한 번에 찾을 수 있게 초음파를 생성하는 메타물질을 국내 연구진이 세계 최초로 개발했다.

한국기계연구원은 나노융합장비연구부 나노디스플레이연구실 권민우 선임연구원 연구팀과 서울대학교 기계공학부 김윤영 석좌교수 연구팀이 원형 편광 초음파를 생성하는 메타물질을 개발했다고 14일 밝혔다.

공동연구팀은 대면적의 알루미늄 금속에 연속된 구멍을 내 메타물질을 제작했다.

메타물질의 구멍 모양과 간격을 조절, 직선 형태의 초음파를 통과시켜 원형 진동 초음파로 변환했다.

기존 비파괴 검사는 직선 형태로 진동하는 초음파를 구조물에 보내 결함을 발견하는 방식이다.

구조물 내부 모든 영역을 조사하기 어려워 최소 2번 이상의 검사가 필요하다.

시간이 오래 걸리고 정확도도 낮다.

메타물질을 활용한 기술은 시간을 크게 단축하는 단 한 번의 검사와 기존 기술보다 12배 높은 정확도로 결함을 발견할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이 기술은 산업용 비파괴 검사와 의료용 초음파 기술 등 다양한 분야 원천기술로 활용될 것으로 기대된다.

권민우 선임연구원은 "기존 비파괴 초음파 검사의 결함 탐지 성능 수준을 높일 수 있는 신개념 기술"이라며 "산업용 비파괴 검사를 넘어 영상진단뿐 아니라 약물 미세 입자 제어 등 의료용 초음파 기술의 패러다임을 바꿀 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 이달 12일 실렸다.

/연합뉴스