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2018/05/14 汉阳新闻 > 学术 > 이달의연구자

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【本月研究者】金学成教授(机械工学系)

关于太赫兹的商用化

글로벌뉴스팀

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/CE2JB

内容
        太赫兹(Terahertz)波,频率在0.3~3 THz间的电磁波。1秒震动1兆(太拉)次时,频率即为1太赫兹。太赫兹波的频率介于红外线与微波之间,具有穿透包括金属在内的多种物质的特性。与现在使用的X光技术相似,但危害性明显降低。与对人体有微弱伤害的X光不同,太赫兹波可以安全使用。因此在医疗等领域对太赫兹波极度关注。金学成教授(机械工学系)在5年多的时间里持续研究太赫兹波的商用化。太赫兹技术对一般人来说还很陌生,那让我们一起来关注金教授对太赫兹技术的研究吧。

太赫兹,引领世界的十大技术

       “几年前,MIT(麻省理工学院)说过太赫兹技术将会引领世界科技。因其具有通过物体并且对人体无害的特性,我开始了这一研究。”专攻机械工学的金教授为了研究太赫兹技术,重新开始学习物理与电子。在反复研究中,金教授找到了应用太赫兹波的技术。
 
▲25日,金学成教授(机械工学系)在他的研究室中讲述关于太赫兹技术的研究结果。

       太赫兹技术与发出放射线的X光或磁共振成像(MRI)不同,具有对人体无害的优点。因此世界一直关注此技术是否能成为X光的替代技术。但是太赫兹波很难产生。以前需要使用价值30亿韩元的设备才能发出太赫兹波。最近因为价格逐渐降低而研究变为可能,但是大部分的研究重点还是放在了获取太赫兹波方面。金教授对此感到很遗憾,因此他专注于研究太赫兹的商用化。

肉眼不易见的“熔接线”

       金教授的研究结果中显示,通过太赫兹波能检测出“注塑成型的产品”熔接线。注塑成型(injection molding)是塑料加工方法之一。是在模具中倒入融化的塑料后使其凝固的技术,在量产中常常使用此技术。但是在生产过程中偶尔会产生“熔接线”。熔接线是在熔接之处生成的线。在注塑成型过程中,若融化的塑料不能均匀地展开就会产生熔接线。金教授说:“汽车零件之类荷重高的产品不能有熔接线。产生熔接线的地方会因为无法承受荷重而破碎。”

       荷重高的产品为了解决类似问题会在塑料中混入玻璃纤维。但是如果产生了熔接线就成了无用之物。因为玻璃纤维为了承重会失去方向,因此有必要避免熔接线的位置与称重处重合。但是熔接线产生的位置是不可知的。金教授说可以用太赫兹技术解决这个问题:“用太赫兹波照射注塑成型产品的话就能知道纤维的方向。再根据纤维方向增减太赫兹波的速度。然后就能利用这个速度差来检测出熔接线。”

       为检测出熔接线需要快而准确的扫描。金教授致力于开发太赫兹扫描设备。为了让太赫兹扫描仪能快速扫描,金教授加上了金属涂层的镜子。太赫兹波照射到金属涂层的“电流镜”上,在反射的同时,能够在10秒内扫描注塑成型产品的整个表面。为了完全实现商用化而研制出的此设备获得了好评。
 
▲ 使用太赫兹扫描注塑成型产品的扫描设备。标着“G1”的设备是反射太赫兹的“电流镜”。这个镜子起缩短扫描时间的作用。


金学成教授的“多功能性复合材料研究室(MCDM LAB)”


       金教授重新开始捧着物理和电子方面的书籍学习。他接触太赫兹不过短短数年。金教授说:“我因为专业是机械系,研究其他专业是最困难的。专业融合的时候,在之间的交界处总能有新发现。太赫兹也是物理、电子和机械融合的产物,很有趣。”他的目标是以机械工学为基础,之后扩展到多个领域。

       金教授也给予学生了无私的爱。“研究要有趣。我常常在研究进行过程中说明为什么要做这项研究。这次关于太赫兹的研究虽然没有人说不做,但是在听到这是世界首个研究之后,他们就带着自豪感投入到研究中去。”金教授希望学生们能够幸福、愉悦地进行研究。“多功能性复合材料研究室”的研究室名称也包含着“继续想要的研究”的意义。
▲一同进行此次研究的吴京焕(音译,机械工学系硕士课程)与金学成教授在研究室中。


文/유혜정 记者
            haejy95@hanyang.ac.kr
图/최민주 记者        lovelymin32@hanyang.ac.kr 
译/ 卢婉莹                  global@hanyang.ac.kr
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