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강한 빛 증폭하는 '나노입자' 최초 개발...네이처 표지 논문 선정

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강한 빛 증폭하는 '나노입자' 최초 개발...네이처 표지 논문 선정

2021년 01월 14일 21시 14분 댓글
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[앵커]
약한 빛을 쏘여도 훨씬 더 강한 빛을 만들어내는 나노 입자가 국내 연구진에 의해 처음으로 개발됐습니다.

신약 개발이나 질병 진단, 빛 흡수 효율이 핵심인 태양전지 개발 등 활용 분야가 무궁무진하다고 합니다.

이혜리 기자가 보도합니다.

[기자]
실험실에서 흔히 볼 수 있는 광학현미경입니다.

약한 빛이나 열 때문에 살아있는 세포 내부의 모습을 오랜 시간 볼 수 없습니다.

국내 연구진이 이런 문제를 극복할 방법을 찾아냈습니다.

툴륨이라는 원소를 활용해 독특한 구조를 가진 나노 입자를 먼저 설계했습니다.

그런 다음 나노 입자에 빛을 쏘였더니 내부에서 연쇄 증폭 현상이 일어나 최대 40%나 강한 빛을 만들어냈습니다.

[서영덕/ 한국화학연구원 책임연구원 : 나노입자에서는 기하급수적으로 급격하게 증폭되는 양상으로 일어나는 것이고요.]

빛은 마치 은행잎처럼 기하급수적으로 증폭이 일어나는데 연구팀은 이런 빛의 증폭 현상을 눈사태에 비유해 '광사태'라고 이름 붙였습니다.

광사태 현상을 이용하면 나노 단위인 세포 내부의 모습까지도 자세하게 볼 수 있어, 신약 개발이나 질병 진단에 활용할 수 있습니다.

특히 빛의 흡수 효율이 핵심인 차세대 태양전지는 물론 자율주행차 부품 개발에까지 응용할 수 있습니다.

[남상환 / 한국화학연구원 책임연구원 : 이 나노입자는 빛과 관련한 분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것 같은데요. 디스플레이 관련한 모든 산업, 바이오 영상 진단과 같은 광센서에도 활용될 수 있고….]

이번 연구에는 한국화학연구원과 미국과 폴란드의 국제 공동 연구팀이 참여했고 논문은 세계적인 학술지 '네이처'의 표지 논문으로 선정됐습니다.

YTN 사이언스 이혜리입니다.


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