울산대(총장 이철) 물리학과 2년 제갈소영 씨는 교육과학기술부와 한국과학창의재단이 시행한 2012년 이공계 우수연구지원사업에 ‘자기 열 효과(magneto caloric effect)’ 과제로 지원해 전국 지원 대학생 1882명 가운데 1위를 차지했다.
이에 따라 제갈 씨는 한국과학창의재단 지원으로 오는 6월까지 6개월 간 과제를 수행하며, 중간평가에서 좋은 평가를 받으면 1년 동안 연구를 계속한다.
제갈 씨의 연구과제인 자기 열 효과는 자기장을 이용해 물질의 온도를 조절할 수 있는 효과를 말한다. 즉 단열과정에서는 계의 전체 엔트로피(entropy: 어떤 계의 유용하지 않은 열에너지를 나타내는 물리량)는 변함이 없는데 자성체에 자기장을 걸어주게 되면 자기 엔트로피가 감소하면서 격자 엔트로피는 증가해 자성체 온도가 상승한다. 반대로 걸어주었던 자기장을 제거하면 자성체의 온도가 하강한다. 적절한 환경에서 자성체의 온도 상승과 하강 과정을 반복하면 냉각기의 온도를 낮출 수 있게 된다. 이는 마치 프레온 냉각기에서 기체의 팽창과 압축을 반복하는 과정과 유사하다.
제갈 씨의 지도교수인 홍순철 교수는 “이 연구는 지금의 냉각기가 프레온 가스의 압축과 팽창 사이클을 이용하는 것과는 달리 자기장을 이용하고, 또 기존 냉각기의 냉각 요소인 값비싼 가돌리늄과 독성 물질인 비소가 혼합된 합금을 사용하지 않아도 되기 때문에 친환경적이어서 연구가 성공하면 냉각기기 제작에 일대 변혁을 가져올 것”이라며 의미를 부여했다.
한편 제갈 씨는 지난해 10월 전국의 대학생 및 대학원생이 참가한 한국물리학회에서도 MRAM(비휘발성 고체 메모리)에서 중요한 요소인 큰 수직 자기 이방성과 큰 스핀 분극을 동시에 가지는 물질을 발견한 ‘페로브스카이트 구조 CoFeX3(X=O, F, S, Cl)의 자기 이방성’ 논문으로 ‘젊은 여성 연구자상’과 ‘한국물리학회 우수포스터상’을 수상했다.
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