고엔트로피 합금 초전도체 박막 개발 자가치유 특성…극한 환경에서 활용 가능 국내 연구진이 고엔트로피 합금 초전도체 박막을 개발했다.한국연구재단은 항공 우주 및 핵융합로 등의 극한 환경에서 활용할 수 있는 자가치유(self-healing) 고엔트로피 합금의 초전도체 박막을 제작하는데 성공했다고 21일 밝혔다.이번 연구는 박두선 교수, 정순길 연구교수(성균관대학교) 연구팀과 이종수 교수(경희대학교), 석재권 박사(한국원자력연구원 양성자과학연구단)가 공동으로 진행했다.고엔트로피 합금은 5개 이상의 금속 원소가 혼합돼 단일상을 이루기 때문에 균일한 박막 제작이 어려웠다.연구팀에 따르면, 탄탈럼-나이오븀-하프늄-지르코늄-타이타늄(Ta-Nb-Hf-Zr-Ti)으로 구성된 대표적인 고엔트로피 합금을 이용해 고품질의 고엔트로피 합금 초전도체 박막을 제작했다. 제작된 박막은 제곱센티미터 면적 당 100,000A 이상의 전류를 흘려 줄 수 있는 높은 초전도 임계전류 특성을 보였다.또한 제작된 박막에 방사선 조사 연구를 통해 고엔트로피 합금 초전도체가 방사선 조사 손상에 대한 저항성이 높고 자가치유 또한 가능하다는 것을 밝혀냈다고 했다. 조사량 단위가 10 이상의 고방사선 조건에서 자가치유 능력에 의해 초전도체의 임계온도가 회복하는 현상을 확인한 것이다.연구팀은 이번 연구성과를 통해 고품질 고엔트로피 합금 초전도체 박막 제작을 위한 원천기술 확보뿐만 아니라, 물질의 활용 가능성을 검증한 것이라며, 초전도 소재 확보로 향후 항공 우주 산업 및 핵융합로를 비롯한 극한 환경에서의 작동 가능성 기대 및 산업적 가치의 실마리를 제공한 것으로 기대했다.

고엔트로피 합금 초전도체 박막 개발

자가치유 특성…극한 환경에서 활용 가능

기사입력 2022-07-21 13:05:09

[산업일보]
국내 연구진이 고엔트로피 합금 초전도체 박막을 개발했다.

한국연구재단은 항공 우주 및 핵융합로 등의 극한 환경에서 활용할 수 있는 자가치유(self-healing) 고엔트로피 합금의 초전도체 박막을 제작하는데 성공했다고 21일 밝혔다.

이번 연구는 박두선 교수, 정순길 연구교수(성균관대학교) 연구팀과 이종수 교수(경희대학교), 석재권 박사(한국원자력연구원 양성자과학연구단)가 공동으로 진행했다.

고엔트로피 합금은 5개 이상의 금속 원소가 혼합돼 단일상을 이루기 때문에 균일한 박막 제작이 어려웠다.

기판 온도에 따른 임계전류의 크기 변화

연구팀에 따르면, 탄탈럼-나이오븀-하프늄-지르코늄-타이타늄(Ta-Nb-Hf-Zr-Ti)으로 구성된 대표적인 고엔트로피 합금을 이용해 고품질의 고엔트로피 합금 초전도체 박막을 제작했다. 제작된 박막은 제곱센티미터 면적 당 100,000A 이상의 전류를 흘려 줄 수 있는 높은 초전도 임계전류 특성을 보였다.

또한 제작된 박막에 방사선 조사 연구를 통해 고엔트로피 합금 초전도체가 방사선 조사 손상에 대한 저항성이 높고 자가치유 또한 가능하다는 것을 밝혀냈다고 했다.

조사량 단위가 10 이상의 고방사선 조건에서 자가치유 능력에 의해 초전도체의 임계온도가 회복하는 현상을 확인한 것이다.

조사량 단위에 따른 초전도물질들의 초전도임계온도 변화

연구팀은 이번 연구성과를 통해 고품질 고엔트로피 합금 초전도체 박막 제작을 위한 원천기술 확보뿐만 아니라, 물질의 활용 가능성을 검증한 것이라며, 초전도 소재 확보로 향후 항공 우주 산업 및 핵융합로를 비롯한 극한 환경에서의 작동 가능성 기대 및 산업적 가치의 실마리를 제공한 것으로 기대했다.