'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. ‘분열보다 화합'…대전 둔산지구, 통합 재건축 추진 박차
  2. 與 대전충남 통합 지자체 충청특별시 사용 공식화
  3. 의정부시, 2026년 긴급복지 지원 확대
  4. 새해 들어 매일 불났다… 1월만 되면 늘어나는 화재사고
  5. 늘봄학교 지원 전 학년 늘린다더니… 교육부·대전교육청 "초3만 연간 방과후 이용권"
  1. [신간] 최창업 ‘백조의 거리 153번지’ 출간…"성심당 주방이 증명한 일의 품격"
  2. 장철민 "훈식이형, 나와!"… 대전·충남통합 첫 단체장 '출사표'
  3. [과학] STEPI 'STEPI Outlook 2026' 2026년 과학기술혁신 정책 전망은?
  4. 대전 동구서 잇따른 길고양이 학대 의심… 행정당국, 경찰 수사 의뢰
  5. [썰] '훈식이형' 찾는 장철민, 정치적 셈법은?

헤드라인 뉴스


`계엄·탄핵의 강 건너겠다`는 장동혁 쇄신안, 효과 발휘할까

'계엄·탄핵의 강 건너겠다'는 장동혁 쇄신안, 효과 발휘할까

“12·3 비상계엄과 (윤석열) 탄핵의 강을 건너 미래로 나가겠다”고 밝힌 국민의힘 장동혁 대표의 이른바, ‘쇄신안’이 제대로 효과를 발휘할지 주목된다. 극우 성향으로 일관하던 장 대표에게 줄기차게 변화를 요구했던 오세훈 서울시장과 박형준 부산시장 등이 변화를 환영한다는 입장을 을 밝혔지만, 정치권에서는 ‘뒤늦은 사과’, ‘진심 여부’ 등을 언급하며 여전히 불신의 시선을 보내고 있기 때문이다. 장 대표는 7일 오전 여의도 당사에서 '이기는 변화'를 주제로 한 기자회견을 열고, “2024년 12월 3일 선포된 비상계엄은 상황에 맞지..

대전충남 통합 이슈에 뒷전…충청광역연합 찬밥되나
대전충남 통합 이슈에 뒷전…충청광역연합 찬밥되나

초광역 협력의 시험대로 출범한 충청광역연합이 성과를 증명하기도 전에 지속 존치 여부를 두고 중대한 갈림길에 섰다. 출범 1년밖에 되지 않은 시점에서 초광역 협력 성과 이전에, 대전·충남 행정통합이 논의 중심으로 부상하면서 뒷전으로 밀린 것이다. 협력 모델의 실효성을 검증할 시간도 없이 더 큰 제도 선택지가 먼저 거론되면서, 충청광역연합의 역할과 존립 이유를 둘러싼 질문이 이어지고 있다. 7일 대전·세종·충남·충북에 따르면 충청광역연합은 4개 광역자치단체가 참여해 출범한 전국 최초의 특별지방자치단체다. 수도권 집중과 지방소멸이라는 구..

대법원 이어 `경찰청`도 세종시 이전 필요성 제기
대법원 이어 '경찰청'도 세종시 이전 필요성 제기

대법원에 이어 경찰청 본청의 세종시 이전 필요성이 급부상하고 있다. 지난해 12월 세종시 국가상징구역 마스터플랜안이 확정되고, 이재명 대통령이 세종 집무실 완공 시기 단축(2029년 8월)을 시사하면서다. 미국 워싱턴 D.C와 같은 삼권분립 실현에 남은 퍼즐도 '사법과 치안' 기능이다. 행정은 대통령실을 위시로 한 40여 개 중앙행정기관과 15개 국책연구기관, 입법은 국회의사당을 지칭한다. 대법원 이전은 지난해 하반기 민주당 의원들에 의해 수면 위에 오르고 있고, 경찰청 이전 안은 당위성을 품고 물밑에서 제기되고 있다. 세종시도 이..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범 민주당 대전시당 ‘대전·충남통합 특위’ 출범

  • 방학 맞아 여권 신청 증가 방학 맞아 여권 신청 증가

  • 사랑의 온도탑 100도 향해 ‘순항’ 사랑의 온도탑 100도 향해 ‘순항’

  • ‘새해엔 금연 탈출’ ‘새해엔 금연 탈출’