반도체 칩만한 초소형 분광분석기 개발

[아시아경제 최장준 기자] 카이스트(KAIST)는 16일 양승만 교수팀이 파장이 서로 다른 빛들을 반사하는 오팔 광결정을 이용, 극미량의 물질을 정밀하게 분석할 수 있는 칩 크기 수준의 미세분광기를 최근 개발했다고 밝혔다.

이 연구결과는 초소형 분석소자의 실용성을 찾아내는 데 이바지한 점이 인정돼 국제 저명학술지인 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials) 3월호 표지논문(cover paper)에 실렸다.

일반분광기는 파장에 따른 빛의 공간적 분할을 위한 격자(grating)와 빛의 진행에 필요한 공간을 요구, 비싸면서도 큰 장치만으로 만들어졌다.

그러나 요즘 생명공학의 산업적 이용이나 신약개발을 위해선 부피가 나노리터(10-9L)~펨토리터(10-15L)쯤의 극미량샘플을 처리해야 해 반도체 칩처럼 초소형화한 이른바 ‘칩위의 실험실(Lab on a Chip)’이 반드시 요구된다.

이를 이뤄내기 위해선 칩 안에 분광분석기와 같은 분석소자를 설계해 들여와야 하나 일반기술로는 할 수 없었다.

이에 따라 이 연구결과는 초소형 분광분석기구조를 자기조립법으로 만든 최초의 사례로 뜻이 크다.

기본원리는 다른 반사스펙트럼을 갖는 콜로이드 광결정을 형태화하면 미지의 빛이 들어올 경우 반사하는 빛의 세기만을 통해 입사한 미지의 빛 스펙트럼을 알아낼 수 있다는 것이다.

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