'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. 유성구장애인종합복지관, 장애인 웹툰 아카데미
  2. [인터뷰]서영식 충남대 지식융합학부 교수
  3. 대덕구노인종합복지관 제2분관 북부노인복지관 '우리동네 환경지킴이' 캠페인
  4. 대전 국악 진흥 방안 모색 정책토론회
  5. [날씨] 충청권 낮 최고 27도… 주말에도 큰 일교차
  1. 여성기업인들의 마음 나눔으로 이어지다
  2. 한화, NC에 7-9 역전패…끝내 지키지 못한 리드
  3. 대덕구 당정, 지역현안 해결 '한뜻'…국·시비 확보 총력
  4. [독자칼럼]계획대로 되지 않아 더 행복했던 육아
  5. 조합원에 금품 제공 회덕농협 조합장, 항소심도 '당선무효형'

헤드라인 뉴스


세종시 펜싱팀, 전국장애인체전 사브르 단체서 동메달

세종시 펜싱팀, 전국장애인체전 사브르 단체서 동메달

세종시 펜싱 간판 심재훈과 박천희, 유승재가 제46회 전국장애인체전의 남자 사브르 단체전 2~4등급(A, B Category)에서 동메달을 획득했다. 펜싱 대표팀은 전날 심재훈이 사브르 3~4등급에서 금메달, 박천희가 사브르 2등급(B Category)에서 동메달을 목에 걸며 이날 단체전 우승의 기대감을 갖게 했다. 8강에서 대전을 30대 25로 꺾었으나 4강 문턱에서 만난 전북의 벽을 넘지 못했다. 마지막 선수로 출전한 심재훈이 8점 차로 뒤진 승부의 뒤집기에 나섰으나 27대 30으로 무릎을 꿇었다. 전북은 결승에서 충남을 꺾고..

3군 본부 둥지 튼 계룡시, ‘국방 공공기관 2차 이전’ 사수 총력전
3군 본부 둥지 튼 계룡시, ‘국방 공공기관 2차 이전’ 사수 총력전

대한민국 안보의 핵심축인 계룡시가 정부의 제2차 공공기관 지방이전 추진에 발맞춰 국방 특화 기관 유치를 위한 본격적인 행보에 나섰다. 3군 본부 입지라는 명확한 당위성에 더해 즉시 착공이 가능한 부지 확보까지 마치며 유치전에 사활을 걸었다. 계룡시는 지난 10일 국회의원회관 제2소회의실에서 ‘국방 관련 공공기관 유치 전략포럼’을 성공적으로 개최했다고 밝혔다. 충남도·계룡시·논산시·황명선 의원실과 공동 주최한 이번 행사에는 국방 분야 전문가와 지자체 관계자, 지역 주민 등 120여 명이 결집해 기관 유치에 대한 열망을 확인했다. 이번..

청양고추구기자축제 건고추 `품질 논란`···비세척·미건조 상품 판매
청양고추구기자축제 건고추 '품질 논란'···비세척·미건조 상품 판매

청양고추구기자축제의 핵심 상품인 건고추 일부가 별도의 세척 없이 판매되고 건조 상태마저 고르지 않아 품질·안전성 관리가 도마에 올랐다. 청양고추의 우수성을 내세운 대표 축제에서 판매 농산물의 수매와 선별, 안전성 확인이 어떤 기준으로 이뤄졌는지 점검이 필요하다는 지적이다. 12일 본지 취재 결과 축제장 건고추 공동판매장은 지역 3개 농협(청양·화성·정산)이 공동 운영하고 있다. 이들 농협은 청양지역 농가에서 건고추를 수매해 10근당 꼭지를 안딴 상품은 15만 원, 딴 상품은 17만 원에 각각 판매하고 있다. 현장에서는 세척하지 않은..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’ 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’

  • 쌀쌀해진 날씨에 긴팔 등장 쌀쌀해진 날씨에 긴팔 등장

  • 인플루엔자 국가예방접종 안내문 부착 인플루엔자 국가예방접종 안내문 부착

  • 코레일, 철도 중심 지역관광 활성화 워크숍 개최 코레일, 철도 중심 지역관광 활성화 워크숍 개최