Monday 10 December 2018
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fnnews - 27 days ago

원자보다 작은 움직임을 관찰하다

DNA의 움직임과 같이 원자 크기보다도 작은 미세한 동적 변화를 관찰할 수 있는 기술이 개발됐다. 부산대 김승철 교수와 싱가폴 난양공대 김영진 교수 연구팀이 나노미터 이하의 작은 규모를 측정하는 ‘플라즈모닉 자’ 기술의 분해능과 속도를 획기적으로 향상시켰다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은이 12일 밝혔다. 플라즈모닉 자 기술은 나노미터 규모의 정교한 길이를 측정할 수 있게 해준다. 바이오 의료 분야에서 DNA 또는 RNA의 실시간 거동을 모니터링하거나 기초물리 분야에서 양자역학을 이해하는데 필수적인 기술이다. 플라즈모닉 자(ruler)는 플라즈몬(금속 내부에서 동시에 진동하는 전자의 무리) 입자가 서로 접근할 때 스펙트럼이 변하는 현상을 이용해 나노 규모의 거리를 측정하는 기술을 말한다. 연구팀은 펨토초 레이저 를 이용해 플라즈모닉 자의 분해능이 240배 정교해지고 측정 속도가 1,000배 빨라지며, 주변 환경에 대해 둔감한 특성을 구현했다. 개발된 기술에서 분해능은 1.67 피코미터(pm, 1pm=10-12m)으로 보고되었다. 펨토초 레이저는 펨토초(1/1015초) 단위의 짧은 시간동안 레이저 빛을 쏘아주어 분자의 움직임을 마치 사진처럼 찍어낸다. 기존에는 빛이 물질에서 산란 흡수된 강도를 이용해 물질의 움직임을 측정했다. 반면 이 연구에서는 펨토초 레이저를 쏘아주었을 때 빛의 위상이 수백 테라헤르츠파(1012 Hz)에서 마이크로파(109 Hz) 영역으로 변화되는 것을 측정함으로써, 빠른 속도와 높은 정확도를 구현했다. 김승철 교수는 “DNA, RNA 움직임 관찰, 양자역학 연구 뿐 아니라 전자주사현미경 등 초정밀 장비들의 피코미터 급 보정과 표준 확립에도 적용될 수 있을 것”이라고 연구의 기대효과를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부 한국연구재단 미래소재디스커버리사업 및 기초연구사업, 싱가폴연구재단의 지원으로 수행되었다. 세계적인 권위지 네이처 피직스(Nature Physics)에 11월 5일 게재되었다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

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