물질내부 미세 관찰 가능한 마이크로방사선기술 개발
이달의 과학기술자상에 포항공대 제정호 교수가 선정됐다.
한국과학재단은 X선의 해상도와 선명도를 대폭 향상시켜 물질 내부구조를 마이크로 수준까지 볼 수 있고, 또한 미세공정의 전과정을 실시간으로 투시 관찰할 수 있는 마이크로방사선기술을 개발한 포항공과대학교 제정호 교수를 이달의 과학기술자상 12월 수상자로 선정했다.
이 기술은 스위스-대만 연구팀과 공동으로 포항방사광가속기를 이용, 3년여의 연구 끝에 개발됐다. 또한 이 기술을 이용해 산업체 적용이 곧바로 가능한 전기도금 현상을 연구하여 최고권위의 과학잡지인 '네이처' 지에 2002년 5월 '전기도금시 기포위의 금속증착 현상(Building on Bubbles in Metal Electrodeposition)'이란 제목의 논문을 발표했다.
전기도금은 금속코팅의 가장 대표적인 기술로서 자동차·가전 등 일상 제품에서부터 반도체·항공재료 등 첨단 기기에 이르기까지 수많은 산업제품에 사용되고 있다. 그러나 코팅과정에서 발생하는 미세한 구조적 결함 때문에 품질 향상이나 응용에 상당한 제한이 있었다.
제 교수팀은 극히 작은 바늘 모양의 금속이 미세한 수소기포 위에 자라나서 결국 결함의 원인이 된다는 것을 처음으로 밝혀냈다. 즉 고체의 바탕금속 위에 지금까지 몰랐던 미세한 기체거품이 형성되고, 이 거품 위에 새로운 금속막이 생성되기 때문에 각종 코팅결함이 발생한다는 것이다. 이러한 현상은 지금까지 결코 볼 수 없었고 상식적으로도 불가능하지만 실제로는 존재하는 것을 초미세 X선 투시 마이크로방사선 기술로 물질 내부 깊숙한 곳에서 실제로 존재하는 현상을 찾아낸 하나의 사례라 할 수 있다.
이 기술은 비파괴적인 방법으로, 종래의 X선 사진촬영에 비해 훨씬 짧은 시간에 몇 천배 이상의 향상된 이미지를 볼 수 있다. 이 때문에 금속의 코팅기술 문제 외에도 의과학·재료과학 심지어 고생대 화석연구에 이르기까지 다양한 분야에 응용이 가능하다.
의료용 X선 사진 촬영은 이 혁신기술의 등장으로 이제는 뼈 등 인체의 커다란 경조직을 촬영하는 단순한 도구가 아니라 미세혈관의 연동운동과 체내 극소형 의료기기의 동작 그리고 항암약물과 인체의 상호작용 및 암 종양의 파괴 등을 고배율로 투시 관찰할 수 있는 탁월한 현미경으로 탈바꿈할 수 있다.
현재 제 교수팀은 이 기술을 생명과학 및 고생물학 시료 연구 신소재 및 반도체 소재의 나노구조 규명 나노기술 개발 등 다양한 분야의 연구에 적용하고 있다. 심사위원들은 "이 기술은 다른 방법으로는 도저히 볼 수 없는 현상들을 마치 영화를 보듯이 가시적으로 직접 보게 해줄 수 있다는 면에서 향후 첨단과학 분야에 크게 활용될 것으로 기대되는 뛰어난 성과"라고 말했다.