'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. 대전·충남 '울고', 세종 '웃고'…건설업계 실적 지역 별 희비
  2. 6년간 활동한 해외 보이스피싱 조직 검거… 총책 2명 등 11명 구속
  3. 대전 외지인 방문자 수 9000만명 돌파... 빵지순례·대형 쇼핑몰 등 영향
  4. 충남대, 목원대 중등교사 임용시험 합격생 대거 배출
  5. "졸속 추진 반대"… 충남 공직사회 및 시민단체, 대전·충남 행정통합 중단 촉구
  1. [대규모 해외 보이스피싱 조직 검거] 감금·범행 강요 확인… '음성 지문' 활용해 추가 피해자 특정
  2. 대전교육감 진보단일화 '삐걱' 경선 후보 등록 마감일 절반만 접수
  3. 대전·세종·충남 전문건설 실적 하락…건설 경기 침체 직격탄
  4. 미 관세 환급규모 200兆 상회… 국내기업 환급 가능성은?
  5. 충남특사경, 불법 축산물 유통 기획단속

헤드라인 뉴스


李 "대전충남 통합 공감 없이 강행안돼" 사실상 무산 시사

李 "대전충남 통합 공감 없이 강행안돼" 사실상 무산 시사

이재명 대통령은 24일 대전충남 행정통합과 관련 "천년의 역사를 가진 광역 행정구역 통합을 충분한 공감 없이 일방적으로 강행할 수는 없다"고 밝혔다. 이 대통령은 이날 국회 법제사법위원회가 대전충남 통합 특별법 처리를 보류한 뒤 자신의 X(옛 트위터)에 '충남 대전은 야당과 충남시도의회가 통합을 반대한다'는 글을 올려 이같이 말했다. 대전 충남 행정통합 드라이브를 걸기도 했던 이 대통령의 이런 언급은 지역 여론이 찬반으로 나뉜 상황에서 더 이상 추진은 어렵다는 뜻을 시사한 것으로 풀이된다. 국정 최고책임자의 이같은 발언으로 지난해..

"겨울철 대표 과일 딸기와 감귤 가격이 왜이래"... 두드러진 가격 인상폭
"겨울철 대표 과일 딸기와 감귤 가격이 왜이래"... 두드러진 가격 인상폭

겨울철 대표 과일인 딸기와 감귤 가격이 고가에 책정되며 주부들의 부담을 키우고 있다. 고온 현상으로 전체적인 생산량이 줄어들었고, 비가 자주 내리며 상품성이 떨어지며 가격을 끌어올린 것으로 보인다. 24일 한국농수산식품유통공사에 따르면 대전 딸기 100g 가격은 23일 기준 1950원으로, 1년 전(1782원)보다 9.43% 인상된 것으로 집계됐다. 평년 가격인 1518원과 비교하면 28.46% 인상된 수준이다. 평년 가격은 2021년부터 2025년까지 가격 중 최대·최소를 제외한 3년 평균치다. 딸기 가격은 1월 한때 2502원까..

고속철도 통합 첫걸음… KTX·SRT 교차운행 25일 시작
고속철도 통합 첫걸음… KTX·SRT 교차운행 25일 시작

정부가 고속철도 운영 통합을 위한 첫걸음을 내딛는다. 국토교통부와 한국철도공사(이하 코레일), 에스알은 이원화된 고속철도 통합 로드맵(2025년12월9일 발표)에 따라 추진 중인 KTX-SRT 시범 교차운행을 2월 25일부터 본격 시행한다고 24일 밝혔다. 이번 시범 교차운행은 서울역과 수서역 등 기·종점과 차종의 구분 없이 고속철도의 효율적이고 탄력적인 운영을 검증하는 과정이다. KTX는 수서역⇔부산역을, SRT은 서울역⇔부산역을 매일 각 1회 왕복 운행할 계획이며, 예매가 어려웠던 수서역에 SRT(410석) 대비 좌석수가 2배..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 3월부터 여권발급 수수료 2000원 인상 3월부터 여권발급 수수료 2000원 인상

  • 봄 시샘하는 폭설 봄 시샘하는 폭설

  • 101일 앞으로 다가온 지방선거 101일 앞으로 다가온 지방선거

  • 설 연휴가 남긴 ‘쓰레기 산’ 설 연휴가 남긴 ‘쓰레기 산’