탄소나노튜브 이용해 단순하고 손쉬운 공정 국내서 개발
의료기기업체 "헬륨 공급 어려운 현실... 대체물질 기대"
앞으로 자기공명영상장치(MRI)에는 냉매로 사용되는 헬륨대신 새로운 핵심소재가 사용될 수 있을 것으로 보인다. 이에 전세계적으로 겪고 있는 헬륨수급 부족의 문제가 해소될 수 있을 전망이다.
초전도 재료물질인 MgB2에 탄소나노튜브를 첨가함으로써 초전도 물질의 전기적·기계적·열적 안정성을 기존보다 크게 향상할 수 있는 새로운 공정방법이다.
기존에는 MRI에 'NbTi' 초전도선 물질을 사용했으나, 가격이 비싸고 수급이 어려운 액체헬륨 냉매가 이용됐다. 그러다보니 의료기기업체와 병원은 MRI에 헬륨을 공급해야 하는 어려움을 겪어왔다.
최세용 박사와 김정호 교수 공동연구팀은 기존 NbTi물질을 대체할 수 있는 MgB2에 대해 연구했으며, 단순하고 손쉬운 방법으로도 초전도물질의 효율을 높일 수 있는 공정방식을 개발한 것이다.
이번 개발로 MRI 등의 진단기기에 바로 적용이 가능하고, 헬륨을 사용하지 않고 냉각장치에 의한 저온냉각만으로도 초전도 현상이 나타나 에너지 절감 효율을 극대화 할 수 있을 전망이다.
최세용 박사는 "탄소나노튜브를 첨가한 단순 공정만으로도 전기적, 기계적 및 열적 특성이 동시에 향상된 차세대 MgB2 초전도선의 개발 가능성을 확인했다"며 "후속연구를 통해 1.5T급 MRI에 직접 적용할 수 있을 것"으로 기대했다.
대표적 의료기기 다국적 업체인 GE, 지멘스, 필립스 등에서도 MgB2 초전도선재를 적용한 MRI 개발을 진행하고 있는 것으로 알려졌다.
최근 헬륨부족현상이 국내외적으로 심각하게 나타나면서 국내에서도 어려움을 호소한 바 있다.
우리나라는 헬륨을 생산할 수 있는 곳이 전혀 없어 전량 해외 수입에 의존하고 있는데다, 생산량이 해마다 줄어들어면서 액체 헬륨이 2015년 이후에는 바닥을 드러낼 수 있다는 우려가 나오고 있는 상황이다.
의료기기업체 관계자는 "MRI는 일정 시기가 되면 헬륨을 리필해야 하는데, 헬륨 부족현상으로 공급에 어려움을 겪고 있다"며 "헬륨을 대체할 수 있는 소재가 상용화 되길 바란다"고 전했다.
