노후된 건물이나 항공기, 철제다리 등 오래된 구조물에 발생하는 크랙(Crack)이나 결함을 한 번에 찾을 수 있는 초음파 생성 메타물질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국기계연구원은 나노디스플레이연구실 권민우 선임연구원 연구팀과 서울대학교 기계공학부 김윤영 석좌교수 연구팀이 원형 편광 초음파 생성이 가능한 메타물질을 개발해 노후된 건축물이나 항공기 균열 등 구조물의 결함을 한 번에 발견할 수 있게 됐다고 14일 밝혔다.
이번 연구성과는 국제 저널인 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)(IF:16.6)에 지난 12일 게재됐다.(논문명:Perfect Circular Polarization of Elastic Waves in Solid Media)
이번에 개발된 메타물질은 대면적의 알루미늄 금속에 연속된 구멍을 갖고 있으며 연구팀은 메타물질의 구멍과 간격을 조절해 직선 형태의 초음파를 메타물질에 통과시켜 원형 진동 초음파로 변환시켰다. 메타물질을 활용한 원형 초음파 생성은 이번에 세계 처음이다.
기존 비파괴 검사는 직선 형태로 진동하는 초음파를 구조물에 쏴 구조물의 결함을 발견하는 방식이었으나 구조물 내부의 모든 영역을 조사하기 어려워 최소 두 번 이상의 검사가 필요했다.
이로 검사 시간이 오래 소요되고 결과물에 대한 정확도가 낮아 사용이 제한적이다.
메타물질을 활용한 원형 초음파를 기술은 한 번의 검사와 기존 기술 대비 12배 높은 정확도로 검사시간을 크게 단축시키고 구조물의 결함을 손쉽게 발견할 수 있어 추후 비파괴 검사 등에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
기계연 권민우 선임연구원은 "기존 초음파 검사기술의 결함탐지 성능 수준을 높일 수 있는 신개념 기술"이라며 "향후 영상진단은 물론 디스플레이나 약물의 미세입자 제어 등 산업용 비파괴 검사를 넘어 의료용 초음파 기술에도 활용 될 것으로 기대한다"고 말했다./뉴시스
