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임피던스 매칭 원리를 이용한 두개골 완전 투과용 음향 메타물질 글보기
임피던스 매칭 원리를 이용한 두개골 완전 투과용 음향 메타물질
대표 URL https://doi.org/10.1021/acsami.2c06227
작성자 관리자 게시일 2023.01.30 조회수 309

초음파는 방사선이 발생하지 않을뿐더러 생체학적 조직 내부에 깊숙이 투과할 수 있고 가격도 저렴하여 생체적합성이 높은 치료 방법으로 알려져 있다. 그중 HIFU를 이용한 비접촉식 암 치료 방법은 소프트 티슈나 근육과 같은 조직에는 매우 유용하지만, 두개골과 같은 뼈조직의 투과에는 임피던스 미스매치 때문에 투과율이 매우 낮다는 단점을 가지고 있다. Jiang 교수팀에서는 위상 차이를 이용한 완전 투과용 음향 메타물질(PCMM)을 개발하여 두개골과 뇌 사이의 큰 임피던스 차이를 극복하여 투과효율을 높였다. PCMM은 위상 지연형 메타 스크린을 이용하여 특정 위치에 초음파를 집속하는 파트와 완전 투과용 음향 메타물질 파트로 구성되었다. 시뮬레이션 및 실험 결과 PCMM 적용 전 대비 적용 후의 투과율이 각각 24.8%, 22.4% 향상되었다. 하지만 본 연구에서는 실제 비 균일한 두개골과 달리 균일한 두개골 시편을 사용하였고, 메타물질의 가공 한계로 인해 높은 주파수를 사용하지 않아 실제 응용과는 아직 거리가 있다.

 

출처: Lianchun Li, Yifan Diao, Haijun Wu, Weikang Jiang, (2022). Complementary Acoustic Metamaterial for Penetrating Aberration Layers. ACS Applied Materials & Interfaces, 14(25), 28604-28614.

[담장자: 박춘광(pcg87@snu.ac.kr, 7139)]

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