'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. "검증된 실력 원팀 결집" VS "결선 토론회 수용해야"
  2. [월요논단] CTX(충청권 광역급행철도) 출발역을 서대전역으로
  3. 지방선거에 대전미래 비전 담아야
  4. 與 지방선거 충청경선 수퍼위크…뜨거워지는 금강벨트
  5. 대전 동구, 신흥문화·신대소공원 재조성…주민설명회 개최
  1. 대전도시공사, 대덕구 평촌지구 철도건널목 안전캠페인
  2. 대전시 3년 연속 메이커스페이스 공모 선정
  3. 대전 서구, ‘아트스프링’ 10일 개막…탄방동 로데오거리서 개최
  4. [기고]세계 물 전문가, 물 위기 해법 대전서 찾는다.
  5. 코레일, 의왕 철도박물관 설계공모 ‘T Museum’ 선정

헤드라인 뉴스


월평정수장 주변 샘솟는 용출수 현상 4곳…"원인 정밀조사 필요"

월평정수장 주변 샘솟는 용출수 현상 4곳…"원인 정밀조사 필요"

하루 37만t의 수돗물을 처리해 시민들에게 공급하는 대전 월평정수장 주변에서 샘물처럼 적지 않은 물이 지면에 흐르는 현상이 목격되고 있다. 월평정수장을 받치는 울타리 안쪽 사면과 옹벽 그리고 울타리 밖에서 모두 4개 지점의 용출이 확인됐으며, 냇가를 이루거나 넓은 습지가 조성됐을 정도로 용출되는 물의 양이 많다. 자연적인 지하수 유출인지, 정수장 시설과 관련된 현상인지 정밀 조사가 요구된다. 5일 중도일보 취재를 종합하면, 서구 월평공원 정상에 위치한 월평정수장은 침전지와 배수지 등의 시설을 받치는 사면과 옹벽에서 원인을 단정하기..

李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박
李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박

이재명 대통령이 5일 '고유가 피해지원금'을 둘러싼 지방자치단체 재정 부담 논란에 대해 정면 반박에 나섰다. 일각에서 제기된 지방 재정 부담 증가 주장에 대해 실제로는 재정 여력이 오히려 확대된다는 점을 강조하며 논란 차단에 나선 모습이다. 이 대통령은 이날 엑스(X·옛 트위터)를 통해 국회예산정책처 보고서를 인용한 언론 보도를 언급하며 지원금 사업에 지방비가 20~30% 투입돼 재정 부담이 늘어난다는 주장은 사실과 다르다고 지적했다. 그는 "이번 추경에서 지방정부 재정 여력 보강을 위해 지방정부에 주는 돈(지방교부세)은 9.7조원..

중동전쟁 유가 상승 `도미노식 물가상승` 현실로?
중동전쟁 유가 상승 '도미노식 물가상승' 현실로?

중동 전쟁 장기화로 인한 유가 상승이 산업계 전반으로 확산되며 이른바 '도미노식 물가 상승'이 현실화되고 있다. 일각에서는 이러한 영향이 시차를 두고 반영되면서 하반기부터는 물가 상승에 대한 체감도가 더욱 커질 것이라는 전망이 나온다. 5일 한국석유공사 유가정보시스템 '오피넷'에 따르면 이날 오전 10시 기준 대전지역 평균 휘발유 가격은 리터당 1925.48원, 경유는 1910.82원으로 전날보다 각각 6.82원, 5.55원 상승했다. 지난달 27일 정부의 2차 석유 최고가격제 시행 이후 상승 폭이 점차 확대되면서, 불과 열흘 만에..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네

  • 고유가에 운행 포기 속출 고유가에 운행 포기 속출

  • 대전 도심을 푸르게 대전 도심을 푸르게

  • 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행