에피소드
적외선 분광 기술 민감도 높인 메타물질 개발
<KISTI의 과학향기> 제3653호 2021년 06월 07일한국기계연구원과 울산과학기술원(UNIST)은 적외선 분광 기술의 민감도를 높인 메타물질(자연계에 존재하지 않는 새로운 광학 특성을 가진 물질)을 개발했다.
적외선 분광 기술은 적외선을 이용해 빛을 쫴 반사되거나 투과한 빛의 스펙트럼을 분석해 물질 성분을 분석하는 기술이다. 검사 대상 물질의 분자가 적외선의 특정 주파수를 흡수하는 특성을 이용해 반사된 빛의 패턴으로 성분을 확인하는데, 검출하려는 물질이 극미량만 포함돼 있으면 검출 신호인 빛의 세기에 차이가 거의 없어 분석이 쉽지 않다.
이번에 개발한 메타물질을 활용하면, 메타물질 표면의 미세한 구조가 빛 에너지를 모았다가 한꺼번에 쫴줄 수 있어, 적은 양으로도 의미 있는 결과를 얻을 수 있다. 기존 적외선 분광 기술보다 검출 신호를 100배 이상 높일 수 있다고 연구팀은 설명했다.
메타물질은 금속과 절연체, 금속을 순서대로 쌓아 올려 십(十)자 모양으로 만들었다. 가운데 절연체 부분은 두께를 10㎚(나노미터·100만분의 1㎜) 수준으로 얇게 만들고 분자가 근접장(국소 부위에 머무르는 빛)에 최대한 노출되도록 해 분자의 빛 흡수가 늘어나도록 설계했다.
기존에는 메타물질 표면에 미세 구조를 만들기 위해 값비싼 고해상도 빔 리소그래피 공정이 필요했지만, 이번에 개발한 메타물질은 나노 임프린트 공정과 건식 식각 공정만으로 쉽게 제조할 수 있어 대량 생산이 가능하고 경제성도 높다.
적외선으로 생체 분자, 유해 물질, 가스 등을 검출하는 센서 기술에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

추천 콘텐츠
인기 에피소드
-
- 바닷속 산호초 죽이는 자외선 차단제 성분 분해 미생물 발견
- 국립낙동강생물자원관 연구팀이 분해가 어려운 유기화합물인 옥시벤존을 분해하는 신종 미생물을 찾아냈다. 옥시벤존은 자외선 차단제에 주로 쓰이는 벤젠 계열의 유기화합물로, 특히 바닷속 산호에 큰 피해를 준다고 알려져 있다. 이 때문에 하와이에서는 지난해 1월부터 옥시벤존이 함유된 자외선 차단제 판매를 금지하고 있으며, 다른 국가들도 자외선 차단제를 만들...
-
- 새로운 자폐 유전변이 최초 발견
- 최근 자폐증을 앓고 있는 변호사가 주인공인 드라마 ‘이상한 변호사 우영우’가 큰 인기를 얻으면서 자폐증에 대한 관심이 크다. 자폐증은 사회적 의사소통 결핍이나 이상, 반복적이거나 틀에 박힌 행동 문제가 유아 시절 시작돼 거의 평생 지속되는 뇌 신경 발달장애다. 아직까지 자폐증의 근본 원인에 대한 이해가 부족하고, 공식적으로 인정된 치료제도 없다. ...
-
- 식충식물의 섬모 모방해 기름 뜰채 개발
- 국내 연구팀이 식충식물 네펜데스가 곤충을 잡는 원리를 활용해 해양에 유출된 기름을 회수하는 기름 뜰채를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 극한소재연구센터 문명운 책임연구원 연구팀과 고려대학교 기계공학과 정석 교수 연구팀은 저유황유 등 점도가 높은 유출유에 대응하기 위해 셀룰로오스 소재를 이용한 친환경 기름 뜰채를 개발했다. 황 함량이 0....