'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. 촉법소년 연령 하향 논의 본격화… 대전 편의점 절도 사건 재조명
  2. 정상신 대전교육감 예비후보 "무기력한 대전교육… 잘할 것이란 주변 기대에 재도전 결심"
  3. 대전·충남서 갑자기 내린 폭설… 가로수 부러져 길 막기도
  4. 李대통령 "대전충남 통합 공감없이 강행안돼" 사실상 무산
  5. 건양대 웰다잉·웰에이징 전문인력 125명 양성…"통합된 형태의 지원체계 필요"
  1. 봄 시샘하는 폭설
  2. [문예공론] 유상란 시인의 시 '어느 날 문득'에 내재된 삶의 궤적
  3. [중도시평] 아날로그 정서는 시대적 역행일까?
  4. 대전 학교 배움터지킴이 88명 추가 선발 배치… 자원봉사자 신분 한계 여전
  5. [춘하추동] 소는 누가 키우나

헤드라인 뉴스


무산수순 대전·충남 행정통합…與野 극적인 정치적 합의 나올까

무산수순 대전·충남 행정통합…與野 극적인 정치적 합의 나올까

대전·충남 행정통합이 결국 국회 법사위에서 제동이 걸리며 사실상 무산 수순을 밟고 있는 가운데 충청 여야의 통 큰 정치적 타결로 극적인 활로를 찾을 수 있을지 주목된다. 똑같이 법사위에서 발목 잡힌 대구 경북이 3월 초 본회의에 올리기 위해 총력전을 벌이는 것과 같은 움직임을 대전 충남에서도 보인다면 통합 재추진을 위한 일말의 가능성은 살아난다. 하지만, 이재명 대통령이 이미 대전 충남을 향해 "공감 없는 통합은 안된다"고 쐐기를 박은 데다 충청 여야의 입장차가 워낙 커 현재로선 실현 가능성은 크지 않아 보인다. 25일 정치권에 따..

김 총리, `세종시 지원위` 재가동…행정수도 실행력 주목
김 총리, '세종시 지원위' 재가동…행정수도 실행력 주목

김민석 국무총리가 25일 첫 세종시 지원위원회(31차)를 주재하면서, 행정수도 완성에 한층 힘이 실릴 것이란 기대를 모은다. 김 총리는 이날 오전 9시부터 어진동 정부세종청사 3층 영상회의실에서 세종시 지원위원회를 열고, 주요 안건에 대한 논의를 진행했다. 민간위원으로는 국토연구원의 차미숙 박사, 서울시립대 이희정 교수, 산업연구원의 김정흥 박사, 충남대 박수정 교수, 한밭대 백수정 교수, 세종테크노파크 소재문 디지털융합센터장, 신아시아 산학관 협력기구의 이시희 위원이 참여했다. 정부부처 위원으로는 국무조정실을 비롯해 행정안전부,..

코스피 사상 첫 `6000피` 돌파…투자 열기 `후끈`
코스피 사상 첫 '6000피' 돌파…투자 열기 '후끈'

코스피 지수가 5000포인트를 넘은 지 한 달여 만에 6000대를 돌파하며 새 역사를 썼다. 25일 한국거래소에 따르면 이날 코스피 지수는 전장 대비 114.22포인트(1.91%) 오른 6083.86으로 거래를 마쳤다. 올해 1월 22일 장중 5019.54로 '5천피'을 넘어선 지 불과 한 달여 만에 1000포인트 넘게 오르며 '6천피'(코스피 6000포인트)를 달성한 것이다. 지수를 끌어올린 건 기관과 개인의 매수세다. 기관은 이날 9017억 원, 개인은 2215억 원을 각각 순매수하면서다. 다만, 외국인은 1조 3019억 원을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 장 담그기 가장 좋은 시기 장 담그기 가장 좋은 시기

  • 민주당 대전시당, 대전·충남 행정통합 무산 책임 국민의힘 규탄 민주당 대전시당, 대전·충남 행정통합 무산 책임 국민의힘 규탄

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

  • 봄 시샘하는 폭설 봄 시샘하는 폭설