물리 10배나 더 강력한 렌즈

2013.11.04 00:34

가을의 곰을... 조회 수:9121

10배나 더 강력한 렌즈

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013100537&service_code=03
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-11-01



오늘날의 렌즈보다 그 해상도가 약 10배 더 높은 렌즈가 시드니 대학의 연구진에 의해 개발되었다. 이것은 생물 과학 분야의 새로운 강력한 도구가 될 것이다. “이 연구 결과로, 우리는 이전에는 감히 접근하지 못했던 분자 구조와 화학적 구성, 그리고 특정 단백질의 존재와 같은 정보를 밝힐 수 있게 되었다”고 Alessandro Tuniz가 말했다. 그는 Nature Communications에 발표된 이 논문의 주요 저자이다. 시드니 대학의 박사후 연구원인 Tuniz는 “이 도구는 생물학 연구에 새로운 장을 열었다. 이것은 아주 작은 흑생종(melanomas)을 인식할 수 있기 때문에, 초기 피부암 진단을 가능케 할 것이다. 유방암의 경우, 이 도구는 수술 중 제거되는 종양의 모든 흔적을 좀 더 정확하게 검사하는데 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.

Alessandro Tuniz를 포함한 시드니 대학 물리학부의 연구진은 이 논문에 모두 참여하였다. 그들은 광섬유 제조 기술을 이용하여, 이 렌즈를 개발했다. 이 렌즈는 자연에서 발견되지 않은 완전히 새로운 속성을 가진 메타물질로 구성되어 있다. 이 렌즈는 이전에는 가능하지 않았던 방식의 광파를 사용하여 만들어진다. “메타물질 개발은 우주에서 태양광 발전, 통신, 그리고 방위 산업에 이르는 광범위한 분야에 응용 가능성을 가진 최첨단 과학 분야”라고 Boris Kuhlmey 박사가 말헀다. “가장 큰 도전은 이러한 물질을 유용한 크기로 만드는 것이다. 실제 응용이나, 실현 가능한 응용에 메타물질을 사용하는 것은 이번이 처음이다. 추후 2년에서 3년 이내에, 현재의 것보다 10배가 더 강력한 새로운 테라헤르츠 현미경이 우리의 메타물질을 이용하여 개발될 것이다. “무선 인터넷이나 MRI 응용을 포함하여, 메타물질이 앞으로 몇 년 안에 우리의 실제 생활에 적용될 가능성은 전 세계적으로 오직 두 개나 세 개의 경우가 될 것이다.”

기존의 렌즈를 사용하는 것보다 훨씬 더 미세한 세부사항을 관찰할 수 있는 고출력 렌즈는 이미 10년 전에 그 가능성이 엿보였다. 지금까지는 그것을 초기 실험 도구보다 약 천 배나 더 작은 유용한 규모로 만들기 위한 연구가 진행되고 있다. “이 연구의 어려움은 대량의 물질을 마이크로미터 규모의 구조로 만드는 것”이라고 Alessandro Tuniz가 말했다. 플라스틱과 금속으로 이루어진 이 새로운 렌즈는 마이크로파 주파수보다는 더 높지만, 적외선이나 가시광선 보다는 낮은 테라헤르츠파나 전자기파를 사용한다. 이 도구는 몇몇 다른 광학 도구를 사용할 수 있는 스펙트럼 영역에서 작동하며, 그것들 모두는 특히, 해상도의 측면에서 볼 때 한계가 있다. “만약 우리가 높은 해상도로 개체의 내부를 보게 해주는 대신, 방사선의 위험과 관련된 X-선과 이 도구를 비교하여 생각한다면, 우리의 메타물질 렌즈는 일부 불투명한 물질을 볼 수 있을 뿐만 아니라, 그것들의 화학적 구성이라든가, 심지어 특정 분자의 상호 작용에 관한 정보도 어떠한 X-선의 위험 없이 관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 Tuniz가 말했다. 이는 이 렌즈가 의학 연구에서 매우 중요한 약물의 세포 전달 분석에도 매우 적합하다는 것을 의미한다.

자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다.


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