UNIST "콘크리트 탄산화 깊이 측정하는 초음파 이미징 개발"

비파괴적 방법으로 측정 가능…"배터리·암 진단 분야에 활용 기대"

콘크리트 구조물에 포집된 이산화탄소의 깊이를 비파괴적 방법으로 측정할 수 있는 기술을 국내외 공동연구진이 개발했다.

14일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 지구환경도시건설공학과 김건 교수는 조선대 건축공학과 김형기 교수, 미국 일리노이대 전기전자공학과 마이클 오엘제(Michael Oelze) 교수팀과 콘크리트의 탄산화 깊이를 정밀하게 시각화할 수 있는 정량적 초음파 이미징(Quantitative Ultrasound·QUS) 기술을 개발했다.

콘크리트의 탄산화는 대기 중 이산화탄소를 콘크리트 구조물에 포집시키는 것으로 탄소 중립을 위한 건설 산업 분야 핵심 전략 기술이다.

탄산화가 진행되면서 콘크리트 부재 안의 미세 구조가 변화하는데, 이러한 구조적 변화는 기존 비파괴적 방법으로는 측정이 어려워 파괴적 방법에 의존해 왔다.

연구팀은 재료의 초음파 산란과 감쇠 특성을 추출, 이미지로 시각화함으로써 미세 구조 변화를 포착하는 데 성공했다.

해당 이미지는 기존 파괴적 시험 기법인 페놀프탈레인 지시약법으로 측정한 결과와 비교하면 약 1㎜ 정도의 오차만을 허용하며 탄산화 깊이를 정확히 탐지했다고 연구팀은 설명했다.

현재 보편화된 초음파 이미징 검사 기법은 낮은 해상도의 한계로 전문가나 의사의 경험에 의존할 수밖에 없었다.

그러나 연구팀이 개발한 기술은 재료에 의해 결정되는 정량적 지표를 기반으로 이미지 픽셀을 구성하기 때문에 경험이 부족한 사람도 재료의 구조적 변화를 손쉽게 판단할 수 있다.

김건 교수는 "바이오 메디컬 분야로 국한해 사용됐던 정량적 초음파 이미징 기술이 건설 분야에도 유용하게 활용될 수 있음을 증명한 첫 사례"라며 "앞으로 자동차 배터리 수명 예측, 암 조직 정밀 시각화 등 다양한 연구 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 건설 분야 학술지 '시멘트 앤 콘크리트 리서치'(Cement and Concrete Research)에 지난달 25일 온라인으로 게재됐다.

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 신진연구과제 및 기초연구사업의 지원을 받았다.

/연합뉴스