국내 연구진이 인체에 무해하면서도 엑스레이 보다 더 생생하게 사물의 내부를 들여다 볼 수 있는 새로운 소재를 개발해 눈길을 끈다. 향후 보안, 전자, 의료기기 분야 등에 다양하게 응용될 것으로 전망된다.
아주대학교 권오필 교수(분자과학기술학과)와 이상민 교수(에너지시스템학과)는 최근 고출력 광대역 테라헤르츠 광원(T-ray)의 발생에 핵심이 되는 새로운 원천소재를 개발, 테라헤르츠 광원의 발생효율을 획기적으로 증대시킬 것으로 전망된다는 내용의 논문을 발표했다. 이 연구결과를 적용하면 숨겨져 있는 위험 물질 탐지, 포장 이후의 제품 검수, 피부 내 정상 조직과 암 조직의 구별 등을 보다 쉽게 할 수 있는 장비 개발도 기대된다.
T-ray라고 부르는 테라헤르츠파(THz)는 전자기파의 일종으로 기존의 광파나 엑스레이가 투과하지 못하는 물질을 선택적으로 투과할 수 있으며, 인체에 무해해 최근 들어 각광받고 있는 광원이다.
그동안 테라헤르츠 광원을 응용한 탐지 및 영상 장비가 널리 활용되지 못했던 이유는 대부분의 테라헤르츠 광원이 저출력에 광대역 영역을 포괄하지 못해 분석할 수 있는 물질에 한계가 있었기 때문이다. 그러나 아주대 연구팀이 이번에 개발한 유기소재를 이용하면 고출력의 광대역 테라헤르츠 광원을 만들 수 있다. 기존의 단점을 보완해 더 많은 물질을 보다 잘 볼 수 있게 된 것이다.
뿐만 아니라 이번에 새로 개발된 유기소재는 그동안 쓰이던 소재들에 비해 공정이 단순하고 비용이 많이 들지 않아 산업계와 의료계 등에서 보다 널리 응용·활용될 수 있을 것으로 기대된다.
테라헤르츠 광원은 또한 액체류와 같은 단단하지 않은 물질에 대한 감식 능력이 뛰어나 액체류로 만들어진 위험 물질 탐지, 암조직과 같은 인체 피부 조직 검사 등에 활용될 가능성이 높다. 또 전기를 띄지 않는 물질은 투과하고 전기를 띄는 금속성 물질에는 강하게 반응하는 특징을 가지고 있어 기존의 탐지·분석 기법들을 보완하거나 대체할 수 있을 것으로 보인다.
기존의 엑스레이는 단단한 물질만을 탐지하고 영상화할 수 있었으며 전자기파 기술은 금속성 물질만을, 광학적 분석법은 눈에 보이는 영역만을 분석할 수 있었다.
권오필·이상민 교수는 “이번에 개발한 유기소재를 활용하면 기존의 제한된 테라헤르츠 기술을 보완할 수 있고 사람의 눈으로는 볼 수 없는 곳의 물체 및 위험물, 포장 후 제품 등의 탐지를 더욱 용이하게 할 수 있다”며 “앞으로 다양한 기술에 적용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 논문은 세계적 학술지 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 11월 13일자 온라인판에 실렸다.
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