소형 바이오 진단기술 높인다

- 정기훈 KAIST 교수, THz파 출력 3배 증폭 성공

(아주경제 권석림 기자) 국내 연구진이 테라헤르츠파 출력을 기존보다 최대 3배 증폭시키는데 성공, 소형 바이오 진단 기술이 획기적으로 높아질 것으로 전망된다.

테라헤르츠파는 100GHz(기가헤르츠)에서 30THz(테라헤르츠) 범위의 주파수를 갖는 전자기파다.

분광(빛이 파장의 차이에 따라서 여러 가지 색의 띠로 나누어지는)정보를 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.

한국과학기술원(KAIST)은 정기훈 바이오 및 뇌 공학과 교수(사진) 연구팀이 광전도안테나 사이에 금 나노막대로 구성된 광학나노안테나를 추가하고 구조를 최적화해 광전류 펄스 출력을 최대 3배까지 증폭하는데 성공했다고 23일 밝혔다.

이에 따라 물체의 내부를 더욱 선명하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 생검(생체로부터 조직의 일부를 취해 병리조직학적으로 검사·진단하는 방법)을 하지 않고도 좋은 영상과 함께 성분 분석이 가능해졌다.

연구팀에 따르면 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 있었다.

테라헤르츠파는 가시광선이나 적외선보다 파장(음파나 전자파와 같은 파동이 1주기 동안에 진행하는 길이)이 길어 투과력이 강할 뿐 아니라 X선보다 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않는다.

이러한 특성으로 물체의 내부를 투과해 볼 수 있으며, 주파수 내에서 특정 영역을 흡수하기 때문에 X선으로는 탐지하지 못하는 우편물 등에 숨겨진 폭발물이나 마약을 찾아낼 수 있다. 또 가짜약도 판별해낼 수 있다.

정 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.