차세대전파 '티-레이' 찍으면 다 나와
이재원 조선경제i 기자 true@chosun.com ▶기자의 다른 기사보기 |
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입력 : 2010.05.20 03:13 / 수정 : 2010.05.20 03:14

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비파괴 검사로 콜롬비아호 폭발원인 규명, 16세기 교회의 벽화 제작과정도 밝혀내
방송통신위 선정 '10대 미래서비스'… "기술 선점하라" 각국 각축
사물을 꿰뚫어보는 '전파 탐정' 티-레이(T-ray)가 주목받고 있다. T-ray란 지금까지 사용이 드물었던 1THz(테라헤르츠) 대역 안팎의 고주파를 말한다. 투과력이 높아 쪼여 주기만 하면 물건의 성분이나 내부 구조를 손쉽게 검사할 수 있다. 다만 만들 때 고출력의 에너지원이 필요해 그동안 활용이 부진했다. 그러나 최근 T-ray를 만드는 기술이 잇달아 발전하면서 활용도가 높아지고 있다.

MIT가 발행하는 과학저널 '테크놀로지 리뷰'는 지난 2004년 세상을 바꿀 10대 신기술로 T-ray를 선정했고, 일본도 2005년 10대 근간 기술에 T-ray를 포함시켰다. 지난 9일에는 우리나라 방송통신위원회가 신성장동력 육성을 위해 선정한 '10대 미래 서비스'에 '차세대 전파'라는 이름으로 T-ray를 포함시켰다.

◆T-ray, 미지의 영역에서 세계적 관심 기술로

그동안 우리가 활용한 전파는 대부분 메가헤르츠(㎒)나 기가헤르츠(㎓) 주파수 대역이었다. 전파(전자기파)란 전기력과 자기력의 영향으로 파동 형태를 그리며 앞으로 나아가는 빛을 말한다. 그리고 전파의 주파수란 빛이 1초에 몇번 파동(출렁거림)을 일으키는지를 말한다. 이때 1초에 1번의 파동을 그리면 1㎐(헤르츠)라고 하고 100만번을 그리면 1㎒(메가헤르츠), 10억번을 그리면 1㎓(기가헤르츠)라고 한다.


우리가 사용하는 FM 라디오는 수십㎒ 대역 전파를 사용하고, 휴대전화는 0.8~2㎓ 영역을 활용한다. 1초에 1조번의 파동을 그리는 T-ray는 만들기도 쉽지 않고 미개척 영역이었다. 그러나 빛을 반도체에 쏘면 전자가 순간적으로 생겼다 없어지면서 T-ray가 발생할 수 있다는 사실이 확인되며 최근 T-ray를 손쉽게 만드는 기술 개발에 불이 붙었다.

예를 들어 지난 13일 미국 MIT 퀴 퀸(Qin) 박사팀은 T-ray를 자유자재로 발생시키는 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구진은 갈륨아세나이드라는 반도체와 알루미늄갈륨아세나이드라는 반도체를 번갈아 쌓아 올리고 여기에 빛을 쏴 T-ray를 발생시켰다.

◆16세기 벽화 제작과정도 밝혀내

T-ray는 물과 금속을 제외한 대부분의 물체를 잘 투과한다. 또 물과 만나면 특이한 반응을 일으킨다. 이에 따라 다양한 분야에 활용될 전망이다. 대표적인 분야가 물건을 파괴하지 않고 내부를 검사하는 비파괴 검사 분야. 예를 들어 지난 2003년 미국 콜롬비아호의 폭발 원인은 표면의 미세한 균열로 밝혀졌는데, 이 사실도 T-ray 검사로 찾아낸 것이다.

독일 프라운호퍼연구소 마이클 판즈너(Panzner) 박사팀은 T-ray로 여러 번 덧칠된 그림의 원화를 찾아내는 기술을 개발했다. 연구팀은 지난 6일 16세기에 지어진 교회 벽화의 원화를 T-ray로 판독해 재구성해냈다고 밝혔다. 16세기 벽화는 수많은 덧칠 과정을 거쳐 완성됐는데, 이 과정을 모두 밝혀낸 것. 이런 기술은 피카소 그림의 진위 여부를 가려내는 데도 사용될 수 있다.



▲ 독일 프라운호퍼연구소에서 연구원들이 테라헤르츠파(T-ray) 이미징 장비를 이용해 벽화를 분석하고 있다. /프라운호퍼연구소 제공미국 뉴저지기술연구소 존 페데리시(Pederici) 교수팀은 사람과 물건을 검사하는 공항 검색대에 T-ray를 활용하는 기술을 개발했다. 연구팀은 지난달 '응용 광학'지에서 T-ray를 이용한 공항검색대용 디지털비디오카메라를 공개했다. 이 기술은 검색대를 지나가는 인물이 숨긴 물건을 동영상을 통해 실시간으로 검사할 수 있다.

◆국내 연구도 활발

국내에서도 최근 T-ray 연구가 활발하다. 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소 기철식 박사팀은 T-ray를 주고받을 때 필수적인 'T-ray 안테나'를 만드는 데 성공했다. 이 안테나는 반도체 위에 은(銀)나노입자 잉크로 머리카락 굵기 10분의 1 크기(0.01㎜)의 도선을 인쇄한 것이다. 기존 T-ray 안테나보다 제작이 쉬우면서도 송수신 성능이 좋아 비용과 효율이 높다.

또 서울대 김대식 교수팀은 지난해 세계에서 처음으로 T-ray를 지름이 50㎚(나노미터·1㎚=10억분의 1m)에 불과한 금속 구멍에 통과시키는 데 성공했다. 이 기술 개발로 T-ray를 이용해 수 ㎚ 크기의 물질을 연구하는 것이 수월해졌다는 평가다. 서울시립대 손주혁 교수팀도 T-ray 이미징 기술에 나노 기술을 접목해 암을 진단할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.

이중욱 고등광기술연구소 박사는 "최근 황무지로 남아 있던 T-ray를 선점하려는 각국의 연구개발이 활발하다"면서 "비파괴 검사 등 다양한 기술이 맞물려 있어 이 영역을 선점하는 국가나 기업은 막대한 부가가치를 창출할 수 있다"고 말했다.
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