또 일본인이

하드 디스크안의 영구자석을 개발한 일본의 과학자, 공학계의 노벨상 수상
2022.02.03｜오후1:36


사가와 마히토 박사.네오디뮴 영구자석을 개발한 공로로, 2022년 엘리자베스 여왕 공학상의 수상자에게 선정되었다./엘리자베스 여왕 공학상 재단

휴대 전화나 컴퓨터, 자동차, 풍력 터빈 등 현대문명의 도처에로 정보와 동력을 만들어 낸 일본인 과학자가 「공학계의 노벨상」이라고 불리는 「엘리자베스 여왕 공학상」의 수상자에게 선정되었다.

엘리자베스 여왕 공학상 재단은 1일(현지시간), 「일본의 사가와 마히토 박사(79)가 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B) 영구자석의 분말 소결 제법을 개발한 공로로, 금년의 엘리자베스 여왕 공학상의 수상자에게 선정했다」라고 분명히 했다.

엘리자베스 여왕 공학상은, 공학 분야의 노벨상을 만든다고 하는 취지로, 2012년에 엘리자베스 여왕 즉위 60주년을 기념해 제정되었다.격년제로 수상자를 발표해 왔지만, 금년부터 매년 수상자를 선정하기로 했다.사가와 박사는 상패와 상금 50만 파운드( 약 8억원)를 받는다.

공학상 심사 위원장 존·브라운경은 「이번 혁신 기술은 포켓안의 휴대 전화로부터 해안의 풍력 발전기에 이르기까지 님 들인 장소에서 이용되고 있다」라고 해 「사가와 박사의 영구자석은 끊임 없이 인류를 위해서 기여하는 공학의 정수를 구현했다」라고 평가했다.


네오디뮴 자석은 다양한 곳에 사용된다.자동차로 창의 세정액을 분사하는 펌프로부터 ABS(락 방지 제동 장치) 브레이크까지 도처에 들어가 있다.병원의 자기 공명 화상(MRI) 장치나 스피커, 헤드폰에도 사용된다.

네오디뮴 자석은 개인용 컴퓨터(PC) 시대의 개막에도 결정적인 역할을 완수했다.가볍고 작은 하드 디스크는 한정된 공간에 강력한 자장을 전달하는 것이 핵심 기술이다.네오디뮴 자석은 하드 디스크의 표면으로부터 정보를 읽고 쓰기하는 장치에 들어가 있다.휴대 전화나 전동 도구, 보석의 개폐 장치까지 일상적으로 네오디뮴 자석을 찾을 수 있다.

특히 최근에는 풍력 발전기나 전기 자동차 등, 에코 에너지 기술의 구현에도 핵심적인 재료로서 사용되고 있다.엘리자베스 공학상 재단은, 전세계 850만대 이상의 전기 자동차, 하이브리드 자동차에 네오디뮴 영구자석이 들어가 있다고 발표했다.공학상 재단은, 네오디뮴 자석의 시장이 2026년까지 193억 달러에 이를 전망이라고 분명히 했다.

사가와 박사는 「엘리자베스 공학상은, 공학의 목적이 인류에게 혜택을 주는 것이라고 분명히 했다」라고 해 「공학자의 한 명으로서 인류의 당면과제인 기후 변동과의 전쟁에도 기여해, 그 공로로 이 상까지 수상할 수 있어 영광이다」라고 말했다.그는 2012년에 같은 공로로 일본 국제상을 수상했다.

네오디뮴 자석은 하드 디스크의 표면으로부터 정보를 읽고 쓰기하는 장치에 들어가 있다.원형 디스크 위에 걸쳐 놓을 수 있었던 탐침이 암(arm)이며, 그 앞이 헤드(head)다./Pixabay

토호쿠대학 공학박사 출신의 사가와 박사는, 스미토모 금속에 재직하고 있던 1983년, 미국에서 열린 국제 학회에서 처음으로 네오디뮴 영구자석의 소결 공정을 발표했다.당시 사마리움코바르트 합금이 가장 강력한 영구자석이었지만, 두 개의 물질과도 고가이고 보급이 어려웠다.사가와 박사는, 염가의 철기반의 영구자석을 만들면, 응용 분야가 확대한다고 생각했다.

그는 철에 희토류 원소 중(안)에서 3번째에 자원량이 많은 네오디뮴을 더해 새로운 영구자석을 실현했다.마지막으로, 붕소는 자성이 유지되는 한계 온도를 높였다.이것을 통해서, 자동차의 엔진과 같이 고온으로 작동하는데도 사용할 수 있게 되었다.미국의 과학자도 동시기에 네오디뮴 영구자석을 개발했지만, 사가와 박사는 생산 공정까지 개발해 단독 수상자로 정해졌다고 공학상 재단은 분명히 했다.

사가와 박사는 스미토모 금속을 나와 인타메타릭스라고 하는 회사를 설립해, 네오디뮴 자석의 개량을 계속했다.1990년대, 고온으로 자석의 성능이 급감하는 문제를 디스프로시움을 더해 해결했다.2012년에는 NDFEB 주식회사를 설립했다.최근에는 디스프로시움 없이 자석의 성능을 유지하는 연구를 하고 있다.