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초고해상도 ‘하이퍼 렌즈’ 대량생산 공정 개발

포스텍 노준석 교수·고려대 이헌 교수 연구팀

곽성일 기자 kwak@kyongbuk.com 등록일 2017년04월21일 11시10분  
포스텍 기계공학과 노준석 교수
포스텍(포항공과대)은 기계공학과 노준석 교수, 고려대 신소재공학과 이헌 교수 연구팀이 대면적의 하이퍼 렌즈를 간단하게 제작하는 공정을 개발해 주목을 받고 있다.

생명체의 탄생과 소멸을 함께하는 미생물부터 투명망토와 같은 꿈의 기술을 현실로 만드는 나노물질까지. 작디작은 미세물체들은 인간의 눈엔 보이지 않지만 세상을 움직이는 중요한 존재들이다. 현미경의 발명으로 이런 물체들을 수천~수백만배까지 확대해서 볼 수 있게 되면서 더욱 더 작은 세상을 들여다보려는 연구자들의 시도는 계속 돼 왔다. 한계를 뛰어넘는 기술 개발만큼 쉽고 간단한 공정으로 그 기술을 구현하는 실용화도 큰 과제이다.

이번 공정 개발은 빛 파장의 절반보다 작은 물질은 볼 수 없는 광학현미경의 회절 한계를 넘어 그보다 작은 물질을 볼 수 있게 하는 초고해상도 광학 기술을 한층 발전시켰다는 평가를 받는다.

하이퍼 렌즈를 제작하려면 가느다란 이온이나 전자빔을 쏘아 반구(半球) 모양 렌즈를 일일이 깎아야 해 많은 시간과 노력이 든다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 하이퍼 렌즈 정렬틀 모형을 만들어 도장을 찍듯이 대량으로 찍어내는 나노임프린팅 방법을 개발했다.

이와 함께 여러 개의 하이퍼 렌즈가 일정하게 정렬된 기판을 만들어 어느 곳에 샘플을 놓아도 가시광선 영역에서 회절 한계 이하의 작은 물체를 관찰하는 데 성공했다.

연구팀은 제작 공정이 간단해 비용과 시간을 크게 줄일 수 있는 데다 하이퍼 렌즈 정렬체를 일반 현미경에 탈·부착하는 것도 가능해 초고 해상도 현미경 실용화를 앞당길 것이라고 설명했다.

노 교수는 “하이퍼 렌즈 제작 공정의 어려움을 극복하고 다양한 분야에서 사용할 수 있는 가능성을 확인한 것이 의미가 있다”며 “광학, 생물학, 약학, 나노기술 등 분야에서 활용할 것으로 기대한다”고 말했다.

네이처가 발행하는 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 연구 결과를 발표했다.

미래창조과학부, 한국연구재단의 신진연구자, 글로벌 프런티어 프로그램, 미래 유망파이오니아 사업 지원으로 연구했다.




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곽성일 기자

    • 곽성일 기자
  • 사회1,2부를 총괄하는 행정사회부 데스크 입니다. 포항시청과 포스텍 등을 출입하고 있습니다.
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