한국기계연구원이 UNIST와 함께 적외선 성분 분석 기술 민감도를 100배 높이는 메타물질을 개발했다고 31일 밝혔다.
메타물질은 표면에 빛 파장보다 길이가 짧은 초미세구조가 배열된 특수 기능성 물질이다.
적외선 분광분석 검출은 검사 대상 물질의 분자가 적외선을 특정 주파수를 흡수하는 특성을 활용해 반사된 빛의 패턴으로 성분을 확인하는 기법이다.
하지만 검출하려는 물질이 극미량만 포함된 경우 검출 신호인 빛의 세기 차이가 거의 없어 읽어내기 힘들었다.
연구진은 이번에 개발한 메타물질을 활용하면 메타물질 표면의 미세한 구조가 빛 에너지를 모았다가 한 번에 분자에 조사함으로서 분자가 흡수하는 빛의 세기를 늘려준다고 설명한다. 그만큼 검출 신호가 증폭되어 작은 양으로도 뚜렷한 결과를 얻을 수 있다는 것.
메타물질은 분자가 근접장에 최대한 노출 되도록 하여 분자의 빛 흡수가 늘어나도록 설계했다.
특히 대량으로 제조하기 쉽고 제조 공정도 경제적이다. 기존에는 고가의 고해상도 빔 리소그래피 공정이 필요했지만 이번에 개발한 메타물질은 나노 임프린트 공법과 건식 식각 공정만으로 쉽게 제조할 수 있다.
기계연 정주연 책임연구원은 “나노 임프린트 공법을 활용하면 금속-절연체-금속 순으로 얇게 적층한 후 금속과 절연체를 원하는 모양으로 가공할 수 있다”며 “건식 식각 공정을 더하여 미세구조로 배열된 메타물질을 대량으로 만들 수 있다”고 설명했다.
저작권자 © 충청뉴스 무단전재 및 재배포 금지
