초소형 영구자석 제작 길 열었다

국내 연구진이 나노크기(10억분의1m)의 초소형 영구자석을 만들 수 있는 길을 열었다. 초소형 영구자석은 인체의 종양 부위에 투입돼 암을 치료하거나 우주선, 초소형 컴퓨터 제작 등에 다양하게 활용될 수 있다. 고려대 물리학과 이철의 교수 연구팀은 10일 흑연(탄소)에 양성자 빔을 쪼이면 평상시 온도에서 영구자석으로 변하는 원리를 처음으로 규명했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 물리학 분야의 권위있는 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 최근호에 게재됐다.

연구팀에 따르면 그동안 양성자 빔을 쪼인 흑연이 영구자석으로 변한다는 사실은 알려져 있었지만, 그 원리는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 2.5MeV(메가볼트) 양성자 가속기를 이용해 흑연에 양성자 빔을 쪼인 결과 빔을 쪼인 부분만 자성을 띠는 것으로 확인했다. 또 흑연을 영구자석으로 만드는 힘은 양성자 빔을 쪼여서 만들어진 원자 크기의 자석들 간에 이뤄지는 직접적인 상호작용임을 밝혀냈다. 이를 통해 자유 전하들은 영구자석의 형성을 돕지 않으며 양성자 빔을 쪼인 부분만 영구자석이 된다는 점을 알아냈다. 연구팀은 기존의 영구자석은 철, 코발트 등으로 이뤄져 무거운 데다 충격과 열에 약하고 극저온에서만 자석이 되지만, 흑연 영구자석은 가볍고 단단하며 자기장을 사용해 전기전도도를 조절할 수 있다고 설명했다.

연구팀은 “인체의 종양 부위에 투입해 종양 제거에 필요한 열을 발생시킴으로써 암 치료에도 활용될 수 있다.”고 말했다.

이영표기자