구조물 결함 한 번에 찾는 메타물질 첫 개발

노후 건물이나 항공기, 철제 다리 등 오래된 구조물 결함을 한 번에 찾을 수 있는 메타물질이 처음 개발됐다. 이 기술은 향후 산업용 비파괴 검사와 의료용 초음파 기술 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 전망이다. 한국기계연구원(원장 류석현) 나노융합장비연구부 나노디스플레이연구실 권민우 선임연구원 연구팀과 서울대학교 기계공학부 김윤영 석좌교수 연구팀은 선형 편광 탄성파를 원형 편광 탄성파로 완벽하게 변환 가능한 메타물질을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 연구성과는 과학저널 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판에 게재됐다. 연구진은 알루미늄 금속에 연속된 구멍을 내는 방법으로 메타물질을 제작했다. 또 이 물질의 구멍 모양과 간격을 조절해 직선 형태의 초음파를 원형으로 변환하는데 성공했다. 연구진은 이 메타물질을 활용할 경우 기존 비파괴 검사 기술 대비 정확도를 최대 12배 가량 높일 수 있다고 설명했다. 기존 검사는 구조물 내부 결함을 찾기 위해 최소 2회 이상 검사를 진행해 왔다. 이 검사 방식은 단 한 번에 구조물 결함을 찾아낼 수 있다. 권민우 선임연구원은 “상용화를 위해선 영상화와 초음파 주파수 문제 등을 추가 개발하고 해결해야 하는 숙제가 남아 있다”며 “상용화되면 영상진단 뿐만 아니라 디스플레이나 약물의 미세 입자 제어 등 산업용 비파괴 검사 분야를 포함해 의료용 초음파 기술 분야까지 기존 패러다임을 확 바꿀 것"으로 기대했다.권 연구원은 또 “초음파 분야 기업들이 워낙 영세해 기업과의 공동 연구가 가능할지 모르겠다”며 “정부의 지원이 계속 이어진다면 좋은 상용화 사례를 만들 자신이 있다”고 덧붙였다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 글로벌프론티어사업의 지원을 받아 수행됐다.