KERI 박인성 하홍수 박사가 고온초전도 선재를 들고 3D 비접촉 초정밀 검사 장비 옆에서 포즈를 취하고 있다. / KERI 한국전기연구원(KERI)이 종이보다 얇고 길이가 수백m에 달하는 '고온초전도 선재'의 두께와 폭을 자르지 않고 정밀 검사하는 시스템을 세계 최초로 개발했다. KERI 극저온기기연구센터 하홍수·박인성 박사 연구팀은 테이프 형태의 고온초전도 선재를 비접촉 방식으로 연속 측정하는 '3차원 초정밀 검사 시스템'을 구축했다고 6일 밝혔다. 꿈의 소재로 불리는 고온초전도 선재는 특정 온도 이하에서 전기저항이 '0'이 되는 특성이 있어 핵융합 장치나 의료용 MRI, 고효율 전력기기용 초전도 자석을 만드는 핵심 부품이다. 그러나 수백 겹 감아 사용하는 특성상 불과 수μm의 미세한 두께 오차가 누적될 경우, 자석의 형상이 일그러지거나 국부적인 과부하로 장비 파손 및 성능 저하를 유발하는 한계가 있었다. 기존에는 선재 표면 훼손을 막기 위해 원자재를 일일이 잘라 단면을 현미경으로 검사해야 하는 번거로움이 있었다. 연구팀은 영사기 필름처럼 선재를 감아 넘기는 '릴투릴(Reel-to-Reel)' 장치에 상하 대향형 '색채 공초。 레이저 센서'를 결합해 이 문제를 해결했다. 위아래 설치된 센서가 반사율이 높은 금속 표면의 양쪽 거리를 실시간으로 측정해 선재의 입체 형상을 3차원으로 구현해낸다. 이 시스템은 선재가 시간당 100m 속도로 이동하며 진동하는 환경에서도 측정 오차를 초미세먼지보다 작은 ±1.5μm 이하로 제어한다. 모바일 손오공릴게임솔루션 센서 이동 속도를 정밀 제어할 경우 오차는 머리카락 굵기의 수백 분의 1 수준인 0.2μm 이하까지 줄어든다. 이 기술은 이차전지용 구리·알루미늄박, 박막 태양전지 등 연속 생산되는 다양한 첨단 소재 공정에도 즉시 적용이 가능하다. 이번 연구 성과는 초전도 응용 분야 권위지인 'IEEE 응용 초전도 학술지(IEEE Transactions on Applied Superconductivity)'에 3편의 논문으로 연이어 게재됐으며, 미국 특허 등록(US 12,487,078)을 포함해 국내외 원천 특허를 확보했다. 하홍수 KERI 박사는 "보이지 않는 미세 오차를 생산 단계에서 조기에 찾아내 첨단 소재의 품질을 스스로 관리하도록 돕는 스마트 제조 기술의 출발.이 될 것"이라고 했다. ; overflow