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풍뎅이 껍질에서 아이디어...초미세 레이저 기기 탄생

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2018년 07월 04일 07:37 프린트하기

공 모양 레이저 기기의 구조(왼쪽)과, 광학 현미경으로 관찰한 사진(오른쪽). -사진 제공 KAIST
공 모양 레이저 기기의 구조(왼쪽)과, 광학 현미경으로 관찰한 사진(오른쪽). -사진 제공 KAIST

곤충의 껍질은 빛의 특성에 따라 다양한 빛깔을 보인다. 이 같은 성질을 의료용 기술에 응용한 초미세 레이저 기기가 개발됐다. 

 

KAIST는 김신현 생명화학공학과 교수팀이 풍뎅이의 일종인 ‘크리슈나 글로리오사 풍뎅이’의 껍질 구조를 응용해 머리카락 굵기와 비슷한 수십 마이크로미터(μm·1μm는 100만 분의 1m) 크기의 공 모양 레이저 발생 기기를 개발했다고 3일 밝혔다.

 

김 교수팀은 풍뎅이 껍질 물질을 확대했을 때 보이는 나노미터 크기의 나선형 구조에 주목했다. 빛은 왼쪽 또는 오른쪽 나선 모양으로 회전하는 ‘편광’이라는 특징이 있다. 빛이 풍뎅이 껍질 속 나선형 구조와 만나면, 좌우 편광 중 일치하는 쪽의 빛만 반사된다. 김 교수팀은 이 성질을 이용해 특정 방향으로 회전하는 편광만 골라 모으는 빛 발생장치를 만들었다. 한 방향으로 직진하는 빛을 다발로 모아 통제하면 레이저를 만들 수 있다.

 

연구팀은 이 장치를 머리카락 두께 크기의 공 모양 캡슐에 넣었다. 이렇게 완성된 기기는 몸 안에 자유롭게 주사할 수 있으며, 빛의 방향과 강도, 그리고 파장까지 자유롭게 조절할 수 있다. 김 교수는 “크기가 작고 안정성이 높아 체내에 주입할 수 있다”면서 “목표로 한 특정 대상에만 레이저를 쪼일 수 있어 환부를 도려내는 등 치료용 레이저로 사용할 수 있다”고 설명했다. 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스 6월 22일 자에 발표됐다.

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