2016년 4월 20일
고베제강(주)
제올레조넌스(주)
저희 회사, 국립재료과학연구소(NIMS), 국립이화학연구소(RIKEN), 주식회사 JEOL RESONANCE(JEOL Ltd의 자회사)는 2015년 7월 '세계 최고 자기장을 갖는 NMR 장치' 개발을 완료했습니다※1(1020MHz)''는 문부과학성이 주최하는 2016년 문부과학대신 표창에서 '과학기술상'을 수상했습니다 시상식은 오늘 문부과학성에서 열렸습니다
문부과학성은 과학기술 분야에서 교육문화체육과학부 장관 표창을 제정했습니다 이 표창은 연구개발에서 놀라운 성과를 달성하고 과학기술에 대한 이해를 증진한 사람들을 표창함으로써 과학기술에 종사하는 사람들의 동기를 높이고 일본의 과학기술 수준 향상에 기여하는 것을 목표로 합니다 시상은 다음과 같은 카테고리로 나누어집니다
NMR 장치에서 생성된 자기장이 강할수록 더 빠르고 정확한 분석이 가능해집니다 기존 최고 자기장은 2009년 독일에서 개발된 1000MHz였다 핵심 부품인 NMR 자석이 사용됐다※2니오븀 티타늄(NbTi), 니오븀 트리틴(Nb3Sn) 등의 금속 초전도체로 만든 선재를 다층 코일 구조로 감아 만든 것이다 그러나 이러한 금속기반 초전도체는 이론적으로 1000MHz의 자기장을 발생시키는 한계가 있으며, 이를 초과하는 유일한 해결책은 금속기반 초전도체가 아닌 세라믹 기반의 고온 초전도체를 사용하는 것이다19 1980년대부터 알려져 있으며, 전기 전도체는 이미 발견되었으나, 세라믹이 쉽게 부서지고, 와이어를 연결하는 기술이 부족하다는 등 여러 기술적 문제로 인해 지금까지 NMR 자석에 적용하는 것은 실현되지 못했다 관절
이러한 상황 속에서 우리 연구팀은 다음 세 가지 신기술을 개발하여 세라믹 기반 고온 초전도체를 이용한 NMR 자석 개발에 성공했으며, 세계 최고 자기장 1020MHz를 달성했습니다
두께 약 5mm, 전체 길이 3km의 세라믹 기반 고온 초전도 선재를 직경 약 10cm, 길이 약 1m의 코일에 권선하는 특수 권선 기술 개발
자기장의 변동을 억제하기 위한 매우 안정적인 전원 공급 장치 및 자기장 안정화 장치 개발
불균일한 자기장을 교정하고 균일하게 만드는 자기장 보정 장치 개발
이제 세계 최초로 세라믹 초고온 초전도 선재를 사용하는데 성공하여 1000MHz를 돌파하였으며, 연구가 진행됨에 따라 1200MHz, 심지어 1500MHz 달성도 불가능하지 않다고 합니다 이 때문에 이번 1020MHz 달성은 더 높은 자기장을 향한 문을 열고 새로운 단계로 나아갔다고 평가된다
다음은 본 개발이 향후 적용될 것으로 예상되는 주요 영역입니다
단백질의 구조와 기능을 더욱 자세하게 규명하는 것이 가능해졌고, 의약품 개발에도 진전이 있었습니다
이전에는 측정이 어려웠던 무기 물질을 중심으로 한 재료 개발에 기여했습니다
리튬 이온 배터리 분야에서는 리튬 원자핵을 직접 관찰할 수 있는 능력이 배터리 성능을 향상시킵니다
우리 연구팀은 NMR 장치의 자기장을 증가시켜 분석 능력을 더욱 향상시키는 것을 목표로 계속해서 연구 개발을 진행해 나갈 것입니다
※1: NMR 장치(핵자기공명)물질에 자기장을 가하고 생성된 원자핵의 자기 에너지를 정밀하게 측정하여 분자 구조를 조사할 수 있는 장치입니다 자기장이 높을수록 감도가 높아져 이전에는 어려웠던 복잡한 구조 분석도 가능해졌습니다 구체적인 활용 사례로는 인체 내부의 질병과 조직 상태를 분석하는 데 사용되는 MRI, 수소 비율의 차이를 분석해 식품의 유래를 확인하는 능력, 화학물질 속 분자를 식별·분석하는 능력 등이 있다
※2: NMR 자석이것은 NMR 장치의 핵심 부분입니다 다층 초전도 선재로 만든 코일에 전류를 흘려 중앙에 강한 자기장을 발생시키는 장치다 다른 자석에 비해 자기장 안정성과 균일성이 우수합니다
사이토 카즈오, 전자 기술 연구소 초전도 연구실 소장
NMR 장비 외부
(주) 보도자료 내용은 발표 시점 기준입니다 이미 단종된 제품이나 조직 변경 등 최신 정보와 다를 수 있으니 참고하시기 바랍니다