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NEW 권오필 교수팀, 새로운 테라헤르츠 분광기 소재 개발
- 2024-12-20
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- 新 소재 활용, 시판 분유 분석 '유당' 포함 여부 확인 시연
- 여러 바이오, 화학 소재 분석에 활용 기대
우리 학교 권오필 교수가 새로운 테라헤르츠 분광기 소재를 개발했다. 테라헤르츠는 빛과 전파의 중간영역에 존재하며, 비파괴 방식으로 많은 물질을 쉽고 세밀하게 분석할 수 있어 과학계와 산업계의 주목을 받아왔다.
권오필(응용화학과·대학원 분자과학기술학과) 교수는 한국과학기술원(KAIST) 이상민 교수, 스위스 취리히응용과학대학(Zurich University of Applied Sciences, ZHAW) 모이짜 야즈빈섹(Mojca Jazbinsek) 박사와의 공동연구를 통해 새로운 테라헤르츠 분광기를 위한 소재를 개발했다고 밝혔다.
관련 연구성과는 소재분야 저명 학술지인 <스몰 스트럭쳐(Small Structures, JCR 상위 6.9%, IF 13.9)>에 게재됐다. 논문 제목은 ‘광대역에서 분자-포논이 없는 유기 테라헤르츠 광원과 이의 광대역 테라헤르츠 응용(Organic Terahertz Generators with Wide Entire-Molecular Phonon-Free Range and Their Application in Broadband Terahertz Spectroscopy)’이다.
테라헤르츠파(terahertz wave, THz)는 인간의 눈으로 볼 수 없는 물체 내부를 투과할 수 있고, 단단한 물질만을 투과하는 X-레이와는 달리 액체 종류까지 식별할 수 있다. 또 가시광선이 미칠 수 없는 높은 투과도를 지니면서도, 반도체와 금속 같은 전도성 있는 물질을 감지할 수 있다. 이에 제품이나 재료의 원형을 그대로 보존하는 비파괴 방식으로 많은 물질을 쉽고 세밀하게 분석할 수 있다. 인체에 무해한 것으로 알려져 있어, 암 진단이나 뇌 수술 같은 의료 분야와 바이오 공학을 비롯해 제조 공정의 품질 검사, 보안, 재료, 환경 등의 분야에서 다양하게 응용할 수 있다.
그러나 이를 활용하기 위한 기존의 유기 테라헤르츠 광원 소재는 분자-포논 현상에 의해 강한 테라헤르츠 흡수 특성을 나타내는 단점이 있다. 테라헤르츠파를 스스로 흡수해, 테라헤르츠파의 세기를 약하게 만들고, 특정 주파수 영역에서 테라헤르츠파가 발생되지 않는 단점을 보이는 것. 아주대 공동 연구팀은 강한 상호작용이 가능한 플루오린 그룹을 사용하여 분자-포논이 없는 유기 테라헤르츠 광원을 개발했다.
연구팀은 개발한 새로운 유기 테라헤르츠 광원 소재를 이용해 유당불내증을 일으키는 유당을 측정, 그 응용 분야를 시연했다. 유당불내증(Lactose intolerance)은 우유에 함유된 유당을 분해하지 못해 소화 흡수가 어려운 질환이다. 공동 연구팀은 새로운 유기 테라헤르츠 광원 소재 기반의 테라헤르츠 분광기를 통해 유당이 포함된 분유와 포함되지 않은 분유를 별도의 분리 기술을 사용하지 않고도 구분할 수 있음을 확인했다.
권오필 교수는 “이번에 개발한 새로운 유기 테라헤르츠 광원 소재를 이용하면 유당 뿐 아니라 다양한 바이오, 화학 소재를 분석할 수 있다”며 “앞으로 다양한 응용분야에 적용이 가능할 것”이라고 전했다.