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2018년 4월 8일 일요일

플렉서블 초음파 센서




(This stretchable, flexible ultrasound patch could make it easier to inspect damage deep inside odd-shaped structures, such as engine parts, turbines, reactor pipe elbows and railroad tracks--objects that are difficult to examine using conventional ultrasound equipment. Credit: Hongjie Hu)


(This stretchable, flexible ultrasound patch can easily conform to odd-shaped surfaces such as pipe elbows (left) and wheel edges (right)--objects that are difficult to probe with conventional ultrasound equipment. Credit: Hongjie Hu)


 초음파는 안전하게 환자의 내부 장기를 확인하는데 유용하게 사용되고 있습니다. 하지만 초음파가 의료용으로만 사용되는 것은 아닙니다. 초음파 이용한 다양한 비파괴 검사는 제품의 품질을 확인할 뿐 아니라 구조물의 안전 진단에도 중요합니다. 하지만 현재 비파괴 검사에 사용되는 초음파 기기는 대부분 평평한 표면에 최적화되었다는 단점이 있습니다. 


 캘리포니아 대학 (University of California San Diego)의 연구팀은 늘어날 수 있는 플렉서블 센서 형태의 초음파 센서 어레이를 개발했습니다. 일반적으로 사용되는 초음파 기기와 비교하면 센서 부분이 상당히 작은데 그래도 2mm 크기의 구멍이나 균열을 감지할 수 있다고 합니다. "island-bridge" 라는 구조의 엘라스틱 실리콘으로 된 이 플렉서블 센서는 과거 초음파 진단 기기로는 어려운 곡면 구조에 부착해서 구조물의 비파괴 검사를 진행할 수 있습니다. 


 사실 사진에 보이는 것처럼 파이프의 구부러진 부분이 더 많은 힘을 받기 때문에 기계적인 스트레스를 더 많이 받을 것입니다. 새로운 플렉서블 초음파 센서의 도움으로 내구성 테스트가 한결 쉬워질 수 있을 것으로 기대됩니다. 


 다만 현재는 개념 검증 단계로 실용화까지는 아직 많은 시간이 남아있습니다. 산업용 기기로 개발되고 있지만, 신뢰할 수 있는 성능을 보여주면 원리상 의료용으로도 사용못할 이유가 없을 것입니다. 다양한 진단 목적의 웨어러블 기기가 가능할 것 같은데, 앞으로 개발이 궁금합니다. 


 참고 


 H. Hu el al., "Stretchable ultrasonic transducer arrays for three-dimensional imaging on complex surfaces," Science Advances (2018). advances.sciencemag.org/content/4/3/eaar3979 



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