포스텍, 메타물질 활용해 나노미터 단위 이미지 볼수 있는 기술 개발

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메타물질을 활용해 나노미터(㎚) 단위 작은 분자까지 볼 수 있는 기술이 개발됐다.

포스텍은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수와 이다솔 박사과정생 연구팀이 메타표면을 레이저 스캐닝 현미경에 적용, 해상도를 높이는 이미징 플랫폼을 구현했다고 1일 밝혔다.

메타표면을 이용한 축 해상도 증가를 위한 시스템 모식도
<메타표면을 이용한 축 해상도 증가를 위한 시스템 모식도>

연구팀은 레이저에서 입사하는 빛과 메타물질에서 반사되는 빛 간섭효과를 조절해 작은 영역 데이터인 해상도가 증가된 이미지를 획득하고, 이를 쌓아 올려 정교한 3차원 이미지를 얻었다.

노준석 포스텍 교수(왼쪽)와 이다솔 학생
<노준석 포스텍 교수(왼쪽)와 이다솔 학생>

또 메타표면에 특정 패턴을 설계하고 형광 현미경에 적용해 관찰하고자 하는 물체에 특정 파장의 빛을 쪼여 기존 시스템보다 1.71배 증가된 결과를 얻어냈다.

그동안 아주 작은 분자나 세포 속까지 관찰하기 위해서는 광학 현미경에 디지털 마이크로미러 디스플레이(DMD)나 스페이셜 라이트 모듈레이터(SLM) 같은 전자 장비를 적용해야 했다. 반면 메타표면을 활용하면 값비싼 전자 장비를 대체해 수만원대 비용으로 초고해상도 현미경(10㎚ 미만)과 광학 현미경(150~200㎚) 사이에 있는 100~150㎚ 크기 물체를 관찰할 수 있다.

노준석 교수는 “메타표면을 이용해 해상도를 높일 수 있는 이미징 플랫폼을 제시한 것으로 메타물질의 새로운 응용 분야를 개척한 것”이라며 “앞으로 초박막 메타표면 장점을 활용해 집약된 이미징 시스템이나 광학 소자 개발에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com