▶ 균일한 상태 및 열접촉이 향상된 고체냉매 제작 기술 개발▶ 고체냉매 냉각시스템에 최적화된 초전도 마그넷 설계 기술 개발▶ 고체냉매 냉각 시스템에 최적화된 보빈 설계 기술 개발▶ NMR 제작을 위한 고체냉매 냉각시스템의 다양한 유틸리티 설계 및 제작 기술 개발 ▶ NMR 마그넷의 자장분포 해석 및 shimming 기술 확보▶ NMR 마그넷의 열적 안정성 ...

핵자기공명분광기(NMR)는 물질의 성분을 분석하는 데 사용되는 정밀 장비로, 강력하고 안정적인 자기장을 만들어내는 초전도 자석이 핵심 부품임. 본 과제는 이러한 NMR 분광기의 성능을 좌우하는 초전도 자석을 개발하는 연구임. 연구 목표는 9.4 Tesla(400 MHz)급 LTS 초전도 마그넷의 예비 설계 및 LTS+HTS hybrid 선재를 이용한 초전도 마그넷의 예비 연구를 포함함. 또한, shim coil을 활용한 active shimming 기술을 통해 자장 균일도를 개선하는 예비 연구를 수행하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 초전도 선재로 제작된 NMR 마그넷의 자장 균일도와 시변 자계 안정성을 효과적으로 파악할 수 있는 field mapping system 제작 및 평가 기술 확보임. temporal stability 향상을 위한 최적화된 NMR 마그넷 형상 설계 기술 확보와 ppm 단위의 자장 균일도 확보를 위한 shimming 기술 개발을 포함함. 기대 효과는 초전도 마그넷 제조 기술력을 확보하여 세계 시장에 진입하고, 큰 상온 bore와 높은 자장 균일도를 동시에 요구하는 MRI 마그넷에도 적용 가능한 기술을 확보하는 것임. 또한, 초전도 NMR 마그넷의 균일한 냉각을 위한 고체 냉매 냉각 시스템 설계 및 제작 기술 개발을 통해 이동형 NMR을 포함한 다양한 초전도 마그넷 응용 기기 분야에 적용 가능성이 확대될 것으로 전망됨.

본 과제는 액화질소와 같은 초저온 액화가스를 안전하고 효율적으로 이송하기 위해 극저온 진공배관의 연결부를 설계하고 제작하는 기술을 개발하는 연구임. 매우 낮은 온도에서도 열 손실을 최소화하고 안정적으로 가스를 이동시키는 배관 기술을 확보하는 데 목적이 있음. 연구 목표는 유한요소해석을 기반으로 극저온 진공배관의 열거동을 정확히 예측할 수 있는 열해석 기법을 개발하고, 이를 통해 배관 연결부의 최적 설계파라미터를 도출하는 것임. 핵심 연구 내용은 전도, 복사, 대류 열전달을 고려한 열해석 기법 개발, 반복 해석을 통한 배관 두께·길이·형상 최적화, 실제품 온도분포 측정을 통한 해석기법 검증, 그리고 최적설계를 적용한 시제품 제작 및 성능 평가임. 기대 효과는 극저온 진공배관의 국산화를 통한 수입 대체 및 비용 절감, 반도체·식품 냉동·연구소 저장·초전도 기술 등 다양한 산업 분야로의 적용 확대, 소규모 수요 시장까지 대응 가능한 극저온 시스템 보급 확산임.

최근에 세계적으로 연구가 활발히 시도되고 있는 Human Connectom Project는 크게 두 가지로 나누어져 있다. 첫 번째는 Micro-Connectome 연구를 Optical Technique을 사용하여 In-vitro 뇌신경망을 연구하는 것이고, 또 하나는 In-vivo Human tractography로 Ultra-High Field MR tractography를 이용한 Macro-Connectomics이다. 즉 이들은 현재 머지않아 실용 가능한 Macro ?Connectome과 좀 더 시간을 가지고 연구개발 해야 할 Micro-Connectome으로 구분할 수 있어 두개의 큰 흐름을 이루고 있다. 특히 후자의 Macro-Connectome연구는 특히 최근에 발달하고 있는 인공지능분야 연구에 중요한 기초 정보를 제공할 것으로 보고 있다. 다시 말하면, 인공지능 또는 “AI”의 관심이 증가함에 따라, 실제 인간의 뇌기능 부위의 연결뿐만 아니라 functional entities와 뇌의 백질의 연결을 통하여 뇌 피질 사이의 신경망연결에 기반한 “Human Brain Connectivity” 또는 “Connectome”을 이해하는 것이 본 연구의 기본이 되겠다.