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나노구조 영구 자석 연구의 새로운 진전

전문가 제언: ○ 전기적 에너지로 구동되는 시스템에서 모터는 필수 기구이며, 모터에서 영구 자석은 빼놓을 수 없는 요소이다. 이 사실만으로도 현대 산업사회에서 영구 자석이 차지하는 중요성을 가늠할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 요즘 크게 대두되고 있는 전기 자동차와 풍력 터빈 등 친환경 재활용 에너지 분야에서도 영구 자석의 역할이 커지고 있다.

○ 이처럼 세계적으로 영구 자석의 활용과 성능 개선을 위한 연구는 오래 되었다. 우리나라도 현재 선진국에 크게 뒤지지 않은 수준으로 산학연에 걸친 많은 기관에서 활발한 연구개발 노력을 기울이고 있다. 이 분야의 전문학회인 한국자기학회이외에도 한국물리학회, 한국세라믹학회 등 많은 학회에서 연관된 연구를 수행하고 있다.

○ 현재 영구 자석 연구의 세계적 추세는 고 기능 자성 물질 합성과 그를 이용한 고 밀도 벌크 자석 개발이다. 교환결합작용(exchange coupled)에 의한 나노입자 합성 기술의 역사는 오래되어 이제는 완성된 기술로 평가되고 있으며, 국내에서도 오래전부터 산학연의 많은 연구팀이 이 기술에 바탕을 둔 고 기능 자석 개발에 노력해 왔다.

○ 국책사업인 소재원천기술개발사업의 일환으로 2008년부터 수행중인 “극미세 자성입자 기능 복합화 기술” 사업에는 한양대학교 등 15 개 산학연 기관이 참여하고 있다. 철 금속을 전문으로 취급하는 포항제철 산하의 RIST는 다양한 자석 재료의 활용과 성능 향상에 노력하고 있다. 국내 산업에서 전기적 구동 장치 활용의 대표는 역시 삼성이며, 이에 따라 삼성전기가 영구 자석 개발의 산업계 주자로서 활동하고 있다. 학계에서는 서울대학교 물리학과와 국민대학교, 영남대학교, 한남대학교 등 많은 대학에서 영구 자석 관련 연구가 수행되고 있다.

○ 영구 자석하면 고전적 기구로서 첨단과는 거리가 있어 보인다. 그러나 영구 자석이 현대 사회에서 필수적인 기구라는 사실은 그 성능 향상에 따른 파급 효과는 대단히 크다는 것을 의미한다. 이것이 세계적으로 많은 연구팀이 새로운 자성 나노입자 합성 개발에 몰두하는 이유이다. 특히 비 희토류 자석이 개발된다면 경제적 충격은 대단히 클 것이다.

저자: Narayan Poudyal
자료유형: 학술정보