국내 연구진이 복합재료 안에 광섬유 신경망을 매설해 소재 손상 정도를 정확하게 검출하는 기술을 처음으로 개발했다.
한국표준과학연구원(원장 박상열)은 권일범 안전측정센터 박사팀이 광섬유를 복합재료 안에 넣어 재료 변형과 손상을 파악하는 `광섬유 감지신경망기술`을 개발했다고 7일 밝혔다.
복합재료는 두 개 이상 재료를 조합해 만든 소재다. 가벼우면서 강도가 높아 항공우주 구조물, 자동차, 선박 재료로 각광받고 있다. 하지만 물리적 강도가 일정하지 않아 파손 시 정확한 손상부위를 찾기 어려운 것이 단점이다. 그동안 쓰인 초음파·방사선촬영 방식에는 많은 노동력과 시간이 소요됐고 오류 발생률도 높았다.
연구팀은 복합재료 안에 알루미늄 코팅 광섬유를 매설하는 방식으로 손상 파악을 단순화했다. 복합재료 실린더에 광섬유를 12밀리미터(㎜) 간격으로 감았다. 손상이 발생하면 충격 및 재료 변형 패턴이 광섬유에 기록되도록 했다.
변형 측정에는 `브릴루앙 광학 상관 영역 해석 센서(BOCDA)`를 이용했다. BOCDA는 광섬유 양 끝에 빛을 쏴 섬유 내부 상태를 파악하는 센서다. 3㎝ 오차 범위 안에 손상 위치를 잡아낼 수 있다.
연구팀은 이 기술을 각종 대형 구조물 안전성 검사 측정기술로 활용할 수 있다고 설명했다. 우주 발사체 추진기관, 중대형 산업 설비 및 조선해양 분야가 대표적이다.
권일범 박사는 “광섬유를 마치 신경망처럼 복합재료 안에 배치해 손상을 감지하는 기술을 개발했다”면서 “그동안 어려웠던 복합재료 충격손상을 손쉽게 검출할 수 있게 됐다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
