'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. [르포] "지하 파고, 흙더미 쌓인 트램 공사장"… 폭우 앞둔 대전 도심
  2. '중수청 5급' 검사엔 낮고, 경찰엔 기회?… 직급 셈법에 대전·충청 수사현장 촉각
  3. 허태정 대전시장 "무너진 시정 회복 시급…민생 최우선"
  4. 반도체, 장관인사 이어 차관도 충청 홀대…19개부처 달랑 2명
  5. 대전 서구 다시 젊어진다… 도마·변동 정비사업 순항, 둔산·갈마도 시동
  1. 대전시 재정난 후폭풍…자치구 현안사업 줄줄이 빨간불
  2. "지우고, 살리고…" 수장 바뀐 대전 3개 자치구 전임 정책 대수술
  3. 허태정 시장 "시민의 삶의 무게를 시정의 나침반으로 삼겠다"
  4. [문예공론] 이순(耳順)에 서서 예순의 문턱에서 쓰는 자서(自序)
  5. 대전 갈마동 노후 주거지 국토부 정비 지원사업 최종 선정

헤드라인 뉴스


대전시 재정난 후폭풍…자치구 현안사업 줄줄이 빨간불

대전시 재정난 후폭풍…자치구 현안사업 줄줄이 빨간불

대전시 재정난에 시비를 투입해야 하는 각 자치구 현안사업 역시 잇따라 빨간불이 켜졌다. 대전의료원, 대덕구 신청사 이전 등 주민 복지나 미래성장 동력과 직결된 굵직한 사업들이 건립 과정에서 예산 부족으로 난항이 불을 보듯 뻔하다. 제3시립도서관, 제2시립미술관, 음악전용홀 등 민선 8기 대전시가 추진했던 대형 SOC 사업도 지연 또는 무산 위기에 처했다. 6일 중도일보 취재결과, 지난 1일 민선 9기 대전시와 5개 자치구가 출범하자마자 재정난에 직면하면서 내부적으로 심란한 분위기가 감돌고 있다. 민선 9기는 국비 확보와 재정 운용,..

비싼 기름값, 더 빨리 오른 이유 있었네…검찰, 4대 정유사 26조원대 가격담합 파악
비싼 기름값, 더 빨리 오른 이유 있었네…검찰, 4대 정유사 26조원대 가격담합 파악

중동전쟁 직후 대전지역 기름값이 급등한 배경으로 국내 정유사들의 가격 담합이 있었던 것으로 드러났다. 6일 주유업계 등에 따르면, 서울중앙지검 공정거래조사부는 타사와 유가 인상 시기와 규모를 교환하고, 중동전쟁 직후 유가를 대폭 인상한 혐의로 HD현대오일뱅크와 가격 결정 부서 직원 2명을 공정거래법 위반 혐의로 기소했다. HD현대오일뱅크와 가격을 담합한 SK에너지 및 담당 직원은 자진신고자 감면제도, 이른바 리니언시에 따라 기소 대상에서 제외된 것으로 파악됐다. GS칼텍스와 에쓰오일도 기소 대상에서는 빠졌다. 검찰은 HD현대오일뱅크..

한화, 전반기 마지막 NC와 운명의 3연전 `5위 탈환 노린다`
한화, 전반기 마지막 NC와 운명의 3연전 '5위 탈환 노린다'

전반기 마지막 3연전이 한화 이글스의 전반기 성적표를 좌우할 전망이다. 시즌 내내 5할 승률 안팎에서 순위 싸움을 이어온 한화는 NC 다이노스와의 맞대결 결과에 따라 5위 탈환의 발판을 마련할 수도, 추격을 허용한 채 올스타 브레이크를 맞을 수도 있는 갈림길에 섰다. 한화이글스는 7일부터 NC 다이노스와 홈 3연전에 나선다. 한화는 올 시즌 꾸준히 반등의 계기를 만들었지만 흐름을 길게 이어가지 못했다. 연승으로 상승세를 탔던 흐름이 다시 꺾이는 일이 반복되면서 상위권 도약의 기회를 번번이 놓쳤다. 그럼에도 5위와의 승차가 크지 않은..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 방학과 휴가철 앞두고 분주한 여권창구 방학과 휴가철 앞두고 분주한 여권창구

  • 올 여름엔 나도 ‘몸짱’ 올 여름엔 나도 ‘몸짱’

  • 장맛비 내리는 대전 장맛비 내리는 대전

  • 가족사랑 금요장터서 농산물 구입 가족사랑 금요장터서 농산물 구입