머리카락의 625분의1 물질도 본다

한국전자통신연구원, 160 나노미터 이미징 렌즈 개발

[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자]머리카락보다 625배 작은 크기의 물질을 관찰할 수 있는 이미징 렌즈가 개발됐다. 국내연구팀이 머리카락 굵기보다 약 625배((160 나노미터 크기) 더 작은 물체를 볼 수 있는 나노 이미징 렌즈를 만들어 냈다.

그동안 광학 현미경은 배율을 아무리 높여도 빛이 가지는 한계(회절한계) 때문에 200나노미터(nm) 크기의 물체(머리카락 굵기의 약 500분의1, 세균의 5분의1~50분의1)를 볼 수가 없었다. 회절한계란 서로 다른 두 점이 빛의 파장의 절반에 해당하는 거리보다 더 좁게 놓여있는 경우 두 점을 구별할 수 없다는 한계를 말한다.

작은 물체를 보려면 전자현미경이나 엑스레이 등을 사용해야 하는데 이를 위해서는 시료를 자르거나 코팅을 해야 하는 등 시료를 변형하거나 파괴해야 한다. 재사용이 불가능했다. 이번 연구로 시료에 별도 처리 없이 160 나노미터 크기의 물체를 볼 수 있다.

이번에 개발된 기술은 많은 이들이 꿈꾸는 맨눈으로 분자구조를 확인할 수 있는 나노현미경 제작에 한걸음 더 다가갔음을 의미한다. 연구팀은 백금으로 코팅된 카본나노튜브 숲으로 만든 나노렌즈를 이용해 가시광선 중 초록색 파장(532 nm)의 빛을 통하면 160나노미터 간격으로 떨어져 있는 2개의 막대 모양이 뚜렷이 보인다는 것을 실험으로 증명했다.

가시광선 영역에서 빛의 회절 한계로 발생하는 광학현미경을 통한 물체관찰의 한계를 극복하고 나노크기의 구조체를 관찰할 수 있는 나노렌즈를 개발한 것이다.

한국전자통신연구원(ETRI) 그래핀소자창의연구센터 최춘기 박사의 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단에서 지원하는 나노?소재원천기술개발사업으로 이뤄졌다. 영국 왕립화학회가 출판하는 세계적 국제학술지인 '나노스케일(Nanoscale)'에 4월 28일(논문명:Subwavelength imaging in the visible range using a metal coated carbon nanotube forest)자에 실렸다.

최춘기 센터장은 "이번에 개발된 160 나노미터 크기를 관찰할 수 있는 이미징 렌즈 기술을 통해 앞으로 3차원 분자구조 등을 차례로 볼 수 있는 기술수준에 근접하는 기회를 확보했고 나노렌즈 개발에 지속적으로 힘쓸 계획"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr