'꿈의 전자파' KAIST가 잡았다

'꿈의 전자파' KAIST가 잡았다

'테라헤르츠파' X선처럼 투과력 강하지만 인체무해 정기훈 교수팀 '출력 3배 증폭' 세계적 학술지 실려

  • 승인 2012-04-23 14:38
  • 신문게재 2012-04-24 13면
  • 권은남 기자권은남 기자
▲ 정기훈 교수
▲ 정기훈 교수
인류에 남겨진 최후의 전파자원인 테라헤르츠파 정복에 KAIST가 한발 다가섰다.

KAIST 바이오 및 뇌공학과 정기훈 교수 연구팀은 광학계의 블루오션이라 불리는 '테라헤르츠파'의 출력을 크게 향상시키는 기술을 개발, 앞으로 휴대용 투시카메라나 소형 바이오 진단시스템 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 전망되고 있다.

정기훈<사진> 교수 연구팀은 광학나노안테나 기술을 접목해 테라헤르츠파의 출력을 기존보다 최대 3배 증폭시키는 데 성공, 나노분야 세계적 학술지 'ACS Nano' 3월호(27일자)에 실렸다.

테라헤르츠파는 100GHz에서 30THz 범위의 주파수를 갖는 전자기파로, 가시광선이나 적외선보다 파장이 길어 X선처럼 투과력이 강할 뿐 아니라 X선보다 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않는다. 테라헤라츠파 대역은 빛의 직진성과 전파의 물질투과성을 모두 가지고 있으며, 인체에 무해한 친환경적 전파자원이기 때문에 전 세계적으로 이를 활용한 응용시스템을 개발하는데 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

이러한 특성으로 X-레이처럼 물체의 내부를 투과해 볼 수 있으며, 주파수 내에서 특정 영역을 흡수하기 때문에 X선으로는 탐지하지 못하는 우편물 등에 숨겨진 폭발물이나 마약을 찾아낼 수 있다. 심지어 가짜약도 판별해낼 수 있다.

또 분광정보를 통해 물질의 고유한 성질을 특별한 화학적 처리 없이 분석할 수 있어 인체에 손상이나 고통을 주지 않고도 상피암 등 피부 표면에 발생하는 질병을 효과적으로 즉시 확인할 수 있다. 테라헤르츠파는 펨토초(10~15초) 펄스레이저를 광전도 안테나가 형성된 반도체기판에 쪼여주면 피코초(10~12초) 펄스 광전류가 흐르면서 발생된다. 그러나 출력이 부족해 바이오센서 등 다양한 분야의 상용화에 어려움이 있어 그동안 과학자들이 출력을 증폭시키기 위한 많은 노력들이 이어졌다.

정 교수 연구팀은 광전도안테나 사이에 금 나노막대로 구성된 광학나노안테나를 추가하고 구조를 최적화했으며, 광전도기판에 나노플라즈모닉 공명현상이 발생되면서 광전류 펄스가 집적도가 높아져 출력이 최대 3배까지 증폭됐다. 이에 따라 물체의 내부를 더욱 선명하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 생검을 하지 않고도 좋은 영상과 함께 성분 분석이 가능해졌다.

정기훈 교수는 “이번에 개발한 원천기술을 테라헤르츠파 소자 소형화 기술과 결합해 내시경에 응용하면 상피암을 조기에 감지할 수 있다”며 “앞으로 이 같은 바이오센서 시스템을 구축해 상용화하는 데 주력할 것”이라고 말했다.

한편, 2011년에 합계 8370만 달러의 시장규모를 기록한 테라헤르츠(THz)파 디바이스 시장은 2016년에는 1만2700만 달러 규모로 성장할 것으로 예측된다.

테라헤르츠 시장의 다양화는 2016년 이후에 활발해질 것으로 예측되며, 2016~2021년은 35%의 연평균 성장률, 2021년에는 5만7000만 달러의 시장규모에 이를 것으로 추정된다.

●테라헤르츠파란?

테라헤르츠파는 가시광선과 전파 사이에 존재한다. '테라'는 1조를 뜻하는 그리스어로 테라헤르츠파의 주파수는 1000억~10조 Hz다. 1초에 적어도 1000억 번 이상 진동한다. 테라헤르츠파는 가시광선처럼 직진하면서 전파처럼 물체를 잘 투과해 종이, 나무, 플라스틱, 심지어 시멘트까지 웬만한 물체들은 대부분 투과하지만 물과 금속은 투과하지 못한다.

권은남 기자

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 천안시, 광덕면 물놀이 관리지역 현장 안전점검 실시
  2. LH 전세사기 피해주택 매입 1만가구 돌파…피해 인정도 4만건 넘어
  3. 대전 서구, 동 행정복지센터 무더위쉼터 야간·주말 운영
  4. 천안시, 여름 휴가철 하천·계곡 불법행위 특별단속
  5. ‘안전모를 착용합시다’
  1. 대전교육청 교육국장에 명달호… 9월 1일자 181명 인사
  2. [현장에서 만난 사람]세계 최대 반도체 공정 장비 제조 기업 ASML 한종호 매니저
  3. '위안부' 기림절, 세종서 만난다… 역사의 아픔 치유, '평화의 장'
  4. 천안시, 고액·상습 체납자 가택수색…승용차 압류·공매 착수
  5. 천안시, 2026 을지연습 전시종합상황실 근무자 사전교육

헤드라인 뉴스


행정수도 완성 속도낸다… 지역 정치권 `전담 조직` 본격 가동

행정수도 완성 속도낸다… 지역 정치권 '전담 조직' 본격 가동

행정수도 세종 완성을 향한 지역 정치권의 전담조직 활동이 본격화되면서, 입법·정책 지원을 기반으로 한 핵심 현안 추진이 한층 속도를 낼 것으로 보인다. 세종시의회(의장 안신일) 행정수도완성특별위원회는 7일 의회 청사에서 열린 제1차 회의에서 위원장 선출과 활동 계획을 채택, 본격적 활동에 돌입했다고 9일 밝혔다. 이날 회의에서는 박란희 위원장과 김재형 부위원장을 각각 선출했으며, 이어 행정수도완성특별위원회 활동계획을 원안 가결했다. 특별위원회는 행정수도 건설 특별법 제정, 세종시법 개정 촉구를 비롯해 국회세종의사당의 신속한 건립,..

폭염 피해 숲과 계곡으로…음성군 여름 힐링 명소 3선 `눈길`
폭염 피해 숲과 계곡으로…음성군 여름 힐링 명소 3선 '눈길'

연일 30도를 웃도는 가마솥더위 속에서 음성군이 맑은 계곡과 지방정원, 울창한 숲을 품은 봉학골·백야자연휴양림·수레의산 자연휴양림을 여름철 대표 힐링 여행지로 제안했다. 7일 군에 따르면 가섭산 자락에 자리한 봉학골은 '산의 길', '물의 길', '꽃의 길' 등 세 가지 테마로 조성된 삼색길을 따라 각기 다른 자연 풍경을 즐길 수 있는 음성의 대표 휴양지다. '산의 길'은 충북자연환경 100선에 선정된 봉학골산림욕장 계곡을 따라 이어진다. 약 20만㎡ 규모의 산림욕장에는 조각공원과 자연학습장, 맨발 숲길이 마련돼 있으며, 새로 조성..

천안법원, 인허가 공문서 위조한 50대 남성 `징역 8월`
천안법원, 인허가 공문서 위조한 50대 남성 '징역 8월'

허위로 사업승인을 받은 것처럼 인허가 공문서를 꾸며 공사케 한 건축설계사 대표가 구속됐다. 대전지법 천안지원 형사2단독은 인허가 문서를 위조·행사해 공문서위조, 위조공문서행사 혐의로 기소된 A(53)씨에게 징역 8월을 선고했다. 9일 법조계에 따르면 설계사 대표이사인 A씨는 2024년 9월 27일 관광농원 개발사업 인·허가 업무를 위임받아 처리하던 중 천안시로부터 사업승인이 이뤄지지 않자 자신의 사무실 컴퓨터를 이용해 'OO 사업계획 승인 알림'이라는 제목의 허위의 공문서를 작성한 것으로 드러났다. 이후 전후 사정을 모르던 건축주는..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘안전모를 착용합시다’ ‘안전모를 착용합시다’

  • 극한 폭염 속 안전한 열차 운행을 위한 선로관리 극한 폭염 속 안전한 열차 운행을 위한 선로관리

  • ‘폭염으로 단축 영업합니다’ ‘폭염으로 단축 영업합니다’

  • ‘충청권 식수원을 보호하라’…대청호 녹조 제거하는 방제선 ‘충청권 식수원을 보호하라’…대청호 녹조 제거하는 방제선