KAIST, 엑스선 현미경 해상도 한계 극복했다

코로나 바이러스 7분의 1 크기 영상 취득 성공
박용근 교수팀, 포항가속기연구소 임준 박사 연구팀과 원천기술 개발

기존 엑스선 현미경(위)과 연구팀이 제안한 엑스선 현미경(아래) 모식도.(KAIST 제공)

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 코로나 바이러스 7분의 1 크기 영상 취득에 성공, 엑스선 현미경 해상도의 한계를 극복했다.

KAIST는 물리학과 박용근 교수 연구팀이 포항가속기연구소 임준 박사 연구팀과 기존 엑스선 현미경의 해상도 한계를 극복할 수 있는 원천 기술 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.

엑스선 나노 현미경은 굴절 렌즈가 없어 렌즈 대용으로 동심원 회절판이라 불리는 원형 모양의 격자를 사용한다. 동심원 회절판을 사용해 얻어지는 영상의 해상도는 회절판 나노구조의 제작 품질에 의해 결정된다. 이러한 나노구조를 제작하고 유지하는 것은 여러 가지 어려움이 있으며, 이러한 한계가 엑스선 현미경의 해상도 한계를 결정한다.

이에 연구팀이 개발한 영상기술은 기존 동심원 회절판 제작상의 문제에 가로막혀 있던 엑스선 나노 현미경 해상도를 그 이상으로 끌어 올릴 수 있는 핵심 기반 기술이다.

연구팀은 300나노미터(nm) 지름의 원형 패턴으로 제작한 무작위 렌즈를 활용해 14nm 해상도(대략 코로나 바이러스의 7분의 1 크기)의 영상을 취득하는 데 성공했다.

KAIST 물리학과 이겨레 박사(제1 저자이자 공동교신저자)는 “이번 연구에서는 14nm 해상도에 그쳤으나 차세대 엑스선 광원과 고성능 엑스선 검출기를 활용한다면 기존 엑스선 나노 영상의 해상도를 넘어서 전자현미경의 해상도 수준인 1nm 부근까지 근접할 수 있을 것이라 예상한다”고 말했다.

이어 “전자현미경과 달리 엑스선은 시료를 훼손하지 않으면서 내부 구조를 관찰할 수 있으므로 반도체 검수와 같은 비침습적 나노구조 관찰에 새로운 표준을 제시할 수 있을 것”이라고 했다.

임준 박사(공동교신저자)는 “같은 맥락에서 개발된 영상기술은 충북 오창에 신설되는 4세대 다목적방사광가속기에서 크게 성능이 증대될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한국연구재단 리더연구사업과 세종과학펠로우십의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 성과는 광학 및 광자학의 세계적인 학술지 `라이트: 사이언스 앤 애플리케이션'에 지난 7일 게재됐다.

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