한국연구재단은 좌용호 한양대 교수 연구팀이 희토류 사용을 줄이면서도 더 성능 좋은 영구 나노 자석을 개발했다.

영구자석은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 효율적으로 바꿀 수 있는 특성 덕분에 모터·스피커·계측기 등 전기기기나 하이브리드 자동차(HEV)·전기자동차(EV) 내 소형 모터에 주로 쓰인다.

▲ 코어·셸 섬유형 교환스프링 자석 제조 공정 설명도.

영구자석에 관해 설명하려면 보자력(coercive force ·保磁力)이라는 용어가 필요하다. 보자력은 자기장을 제거해도 자성을 유지하는 능력인데, 보자력이 크면 상대적으로 강한 자력을 가진 자석을 만들 수 있다는 것.

최근에는 보자력이 큰 희토류 영구자석에 연자성 물질 일부를 도입해 더 높은 자성을 끌어내는 '교환스프링 자석'(exchange-spring magnet)이 주목받는다.

12일 연구팀은 교환스프링 자석의 자기교환 반응을 높이는 코어·셀 구조 소재를 개발했다고 밝혔다.

이 소재는 기존 희토류계 영구자석과 비교할 때 자기에너지 밀도를 146％까지 끌어올렸다.

희토류 사용 저감 효과까지 볼 수 있어서 기존 소재를 대체할 수 있을 것으로 평가받는다.

좌용호 교수는 "기존 자성재료의 구조적 문제와 성능 한계를 극복할 수 있는 가능성을 확인한 것"이라며 "미래자성 소재 개발을 위한 기초 연구에 이바지할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재 디스커버리 사업 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문 2편은 각각 지난달 24일과 31일에 미국 화학회(ACS) 응용 재료 및 인터페이스 저널(Applied Materials & Interfaces) 29·30호 표지에 실렸다.

연구팀은 현재 실용화를 위한 후속 연구를 진행하고 있다.

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