미세입자 조립기술 개발

'게임 그래픽에서 착안'

미세 입자를 집게로 일일이 옮길 필요 없이 한번에 조립할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 스티브 그래닉 단장은 중국 지난대학교 링샹 장 교수 연구팀과 함께 비디오게임 그래픽 원리를 이용해 콜로이드(미세입자가 분산된 상태) 입자를 대규모로 조립하는 방법을 개발했다고 10일 밝혔다.

콜로이드는 1나노미터(㎚, 10억분의 1m)보다는 크고 1 마이크로미터(㎛, 100만 분의 1m)보다 작은 미세 입자다.

우리 눈에 흰색 액체로 보이는 ‘우유’는 실제로는 투명한 물에 지방, 단백질, 칼슘 등 콜로이드가 떠다니는 형태로 이뤄져 있다.

이 콜로이드를 옮기려면 콜로이드 입자 수 만큼의 전용 ‘광학집게’를 이용해 조립해야 했다.

슈퍼마리오와 같은 고전 게임의 미트맵형 이미지는 확대할 경우 이미지가 깨지게 되지만, 벡터형 이미지는 확대해도 깨지지 않는다.

벡터는 최소한의 점과 점들을 잇는 함수정보가 입력돼 있기 때문이다.

연구팀은 이 같은 벡터형 이미지를 적용해 매끈한 평면에 콜로이드를 얇게 입혀 1개의 층을 만들고, 그 위에 다른 콜로이드 입자를 놓으면 고정이 되면서 안정적으로 콜로이드 입자가 재배열되는 것을 확인했다.

벡터형 이미지를 이용한 콜로이드 조립 개념도. ⓒ IBS

벡터형 이미지를 이용한 콜로이드 조립 개념도. ⓒ IBS

기존 광학집게의 5분의 1만 사용해도 충분히 콜로이드 구조를 유지할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

초정밀 반도체를 만드는데 필수적인 콜로이드 수준의 부품 연구에 기여할 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 권위 있는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난달 8일 자에 실렸다.

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