“우리나라가 ‘고온 초전도’ 기술의 큰 산 하나를 넘었다고 봅니다. 이제 자기공명영상(MRI), 에너지저장장치(ESS) 등 다양한 산업 분야에 고온 초전도 기술을 접목하는 데 속도를 높여야 합니다.”
15년 동안 연구개발한 ‘무절연 고온 초전도 자석’을 이용해 직류 자기장에서 세계 최고 기록을 달성한 한승용(사진 가운데) 서울대 전기정보공학부 교수는 13일 본지와의 인터뷰에서 “전 세계 각국이 치열하게 경쟁하는 고온 초전도 분야에서 우리가 상용화에 한 발 더 앞선 것에 큰 의미가 있다”며 이같이 말했다.
한 교수 연구팀은 미국 고자기장연구소와 함께 이번 연구로 직류 자기장 45.5테슬라를 기록하며 지난 20여년간 넘지 못했던 직류 자기장 세계 최고 기록(44.8테슬라)을 경신했다. 지난해 6월 삼성미래기술육성사업의 지원 대상으로 선정된 이번 연구과제의 결과는 이날 국제적 학술지 네이처 본지(제1 저자 한 교수)에 발표됐다.
한 교수 연구팀은 기존의 초전도 자석에서 필수적으로 여겨졌던 전기 절연부를 의도적으로 제거한 ‘무절연 고온 초전도 자석’ 구조를 세계 최초로 고안했다. 한 교수는 “고온 초전도 코일은 그동안 개발 과정에서 자꾸 타면서 초전도 현상이 사라지는 문제가 있었다”며 “무절연 방식으로 문제를 해결하면서 전류밀도를 최대한 끌어올릴 수 있게 됐다”고 설명했다.
현재 병원에서 쓰는 암 진단용 MRI의 자기장은 3테슬라 수준이며 자기장이 10테슬라인 장비가 연구되고 있다. 이번 연구로 45테슬라 이상의 임상용 MRI가 개발된다면 기존 대비 100배 이상 해상도의 진단 영상을 얻을 수 있다. 초기 암, 치매 등 혈관성 뇌질환 진단에서 효과를 기대할 수 있다.
한 교수는 “10테슬라 이상 MRI의 경우 직경이 4m, 무게가 130톤에 이르지만 이번 연구로 크기를 직경 1.2m, 4톤까지 줄이는 초소형화도 가능하다”고 말했다.
서울대에서 석사·박사 학위를 받고 지난 2003년 미국으로 건너간 한 교수는 2010년 매사추세츠공과대(MIT)에서 ‘무절연 코일’ 연구로 특허를 받았으며 미 고자기장연구소와 서울대 교수로 자리를 옮기는 과정에서도 초전도 자석 연구를 이어왔다.
한 교수는 “아직 자석 냉각장치 등 미해결 연구 분야가 많이 남아 있지만 ‘무절연’ 상용화 기술이 미칠 파급효과는 적지 않을 것”이라며 “신약 개발용 분석장비, 풍력발전, 오폐수 처리 등 다양한 분야에서 비용을 줄이면서 친환경적인 고효율 초전도 장비의 개발이 기대된다”고 설명했다.
그는 이어 “빠른 상용화가 이뤄지려면 제조업체들이 해외 기업들을 따라가는 전략에서 벗어나 새로운 기술을 먼저 도입하는 것이 필요하다”고 덧붙였다.
/박현욱기자 hwpark@sedaily.com
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