[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 새로운 현미경을 개발해 세계 최초로 쥐의 두개골 훼손 없이 신경세포의 수상돌기 가시의 고해상도 형광 이미지를 얻는 데 성공했다. 기초과학연구원(IBS)은 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장팀이 쥐의 두개골을 관통해 신경망 구조를 고해상도로 관찰할 수 있는 새로운 반사행렬 현미경을 개발했다고 3일 밝혔다. 연구진은 '반사행렬 현미경'을 새롭게 개발해 기존 현미경의 한계를 개선했다. 이 현미경으로 기존 공초점 현미경으로는 전혀 관찰할 수 없었던 약 1 마이크로미터 굵기의 가는 뇌 속의 미엘린 신경섬유들을 볼 수 있었다. 신경세포의 수상돌기 가시는 생물학적으로 매우 중요하지만, 그 구조가 미세해 기존 현미경 기술로는 두개골을 제거해야만 관찰 가능했다. 연구진은 이 현미경의 성능을 더 높여 질병의 실시간 조기 진단 등 의생명 분야 활용 범위를 넓혀나갈 계획이다. 최원식 부연구단장은 "실제 의료현장에서 사용할 수 있도록 현미경을 소형화하고, 이미징 속도를 증가시키는 연구를 진행하고 있다"고 말했다. 빛이 몸을 투과할 때 직진광과 산란광이라는 두 종류의 빛이 생겨난다. 직진광은 생체 조직의 영향 없이 직진하는 빛이며, 이를 이용해 물체의 이미지를 얻을 수 있다. 반면, 산란광은 생체 조직 내 세포나 세포소기관에 의해 굴절돼 이미지 획득을 방해한다. 또한 뼈 조직은 내부에 미세한 구조들이 많아 빛의 산란이 심하다. 이 때문에 광학 현미경으로 두개골 아래의 뇌 조직을 관찰하면, 이미지가 크게 왜곡되고 노이즈가 심해 물체의 구조를 알아보기조차 어려웠다. 지금까지는 두개골을 제거하거나 얇게 갈아내야만 뇌 조직의 신경망을 볼 수 있었다. 연구진이 개발한 반사행렬 현미경은 빛의 초점에서만 신호를 획득하는 것이 아니라 초점으로부터 산란된 모든 빛을 측정하도록 설계됐다. 여기에 연구진이 독자적으로 개발한 알고리즘을 적용해 직진광만을 선택적으로 추출했다. 공동 제1저자인 이호준 학생연구원은 "생명과학 분야 연구에 많이 사용되는 공초점 현미경이나 이광자 현미경에 반사행렬 현미경 시스템을 접목하면 광학 수차를 획기적으로 개선할 수 있다"고 설명했다. 이를 통해 기존 공초점 현미경으로는 전혀 관찰할 수 없었던 약 1 마이크로미터 굵기의 가는 뇌 속의 미엘린 신경섬유들을 볼 수 있었다. 공동 제1저자인 윤석찬 연구교수는 "기존에는 관찰이 힘들었던 생체 조직 내부 구조를 정밀하게 연구할 수 있어 신경과학 연구의 발전을 견인할 것으로 기대된다"고 말했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 11월 12일자 온라인 판에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[안산=파이낸셜뉴스 강근주 기자] 안산도시공사와 시흥도시공사는 미래 비전을 구상하기 위해 27일 안산 반월공단 내 선도전기 사옥과 시흥 시화공단 내 동원홈푸드 시화물류센터 태양광발전시설을 함께 둘러봤다. 지하1층 지상5층 규모의 선도전기 사옥은 2015년 대대적인 개축을 통해 일반적인 공단 사옥으로는 파격적인 건축양식을 적용해 2017년 세계 3대 건축물 디자인상 중 하나인 독일의 레드닷 디자인 어워드를 수상하면서 벤치마킹 발길이 이어지는 지역 명물이다. 서울 강남의 타워팰리스 설계자로 유명한 최시영 건축가의 손길로 재탄생한 선도전기 사옥은 따뜻한 느낌을 주는 빨간 벽돌 외관에 내부는 가정과 같은 아늑함과 안정감을 느낄 수 있는 회색과 백색의 색채를 조화시키고 채광과 소통을 위한 열린 공간으로 설계됐다. 심정욱 선도전기 공장장(상무이사)은 “직원에게 가장 안락하고 쾌적한 직장환경을 제공해야 한다는 전동준 대표의 소신에 따라 공단 내 사옥으로는 이례적으로 설계비 등 건축비를 많이 썼다”며 “이후 직원의 이직률도 눈에 띄게 줄어들면서 생산성 향상이란 두 마리 토끼를 동시에 잡게 됐다”고 소개했다. 동원홈푸드 시화물류센터 지붕에선 2014년 조성된 1MW용량의 태양광발전소 견학이 이어졌다. 시공사인 아이솔라에너지는 태양광발전소용 지붕을 세계 최초로 개발해 국내외 시장 공략에 나서며 업계 강자로 급부상한 업체다. 윤석규 아이솔라에너지 대표이사는 “우리 회사의 솔라루프는 누수와 천공, 단열 문제 등을 해결했을 뿐만 아니라 산란광을 이용해 발전효율까지 높였다”며 “실제 동원산업이 시화물류센터뿐만 아니라 전국의 사업장 지붕에 태양광 패널을 올려 발전사업자로부터 받는 임대료와 단열효과, 지붕 유지관리비 절감 등으로 연 500~600억원대 수익효과를 얻고 있는 것으로 추산된다”고 설명했다. 양근서 안산도시공사 사장은 “안산도시공사가 공공디벨로퍼로서 위상과 역할에 치중하겠다고 선언한 만큼 향후 공공주택 공급에도 선도전기 공장사옥처럼 높은 삶의 질을 향유할 수 있는 주거 및 도시 공간을 개발해갈 방침”이라고 말했다. 또한 “팔곡산업단지에 이어 반월시화공단에도 공사와 같은 공신력 있는 기관이 주도해 공장지붕 태양광발전사업을 추진하면 신재생에너지 발전뿐만 아니라 해당 업체들은 발전에 따른 수익금으로 직원 복지 향상과 생산성 향상으로 이어지는 선순환 구조 등 일석다조 효과를 누리게 될 것”이라고 말했다. kkjoo0912@fnnews.com 강근주 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 생체 내부를 꿰뚫어볼 수 있는 초음파 결합 광학현미경을 개발했다. 살아 있는 생물을 절단하지 않고 별도의 형광물질을 염색하지 않고도 관찰이 가능해 향후 지속적인 연구개발을 통해 실시간 질병 진단까지 가능할 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS)은 분자 분광학 및 동력학 연구단 최원식 부연구단장 연구팀과 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 장무석 교수팀이 초음파를 이용해 기존 현미경으로 볼 수 없었던 생체 내부의 미세 구조를 관찰하는 기법을 개발했다고 19일 밝혔다. 연구진은 개발한 현미경을 이용해 별도의 형광 표지 없이 부화한지 30일 된 성체 제브라피시의 척추 안쪽 근육 조직 이미지를 얻는데 성공했다. 기존 기술은 제브라피시의 장기, 척추 등 내부 구조에서 산란 현상이 일어나 절단을 통해서만 내부 근육 결을 관찰할 수 있었다. 이와 달리 개발된 현미경은 자연 상태 그대로 살아있는 제브라피쉬 내부 조직을 꿰뚫어볼 수 있다. 연구진은 인체 조직에도 사용할 수 있는 공간 게이팅 기술을 구현해나갈 계획이다. 향후 현미경을 소형화하고 이미징 속도를 증가시키면, 실시간 질병 진단에도 응용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구를 이끈 최원식 부연구단장(고려대 물리학과 교수)은 "초음파 결합 광학 현미경은 기존 광학 현미경의 얕은 이미징 깊이 문제를 해결하는 획기적인 기술"이라며 "공간 게이팅 기술을 더욱 발전시켜 빛의 산란 현상을 이해하고, 의생명 광학 기술 분야 활용 범위를 넓혀나갈 것"이라고 말했다. 연구진은 광학 현미경과 초음파 영상의 장점을 결합해 생체 내부 깊은 곳을 높은 해상도로 관찰할 수 있는 초음파 결합 광학 현미경을 개발했다. 초음파 결합 현미경은 생체 조직 내부를 잘 침투하는 초음파를 집속시킨 후, 초음파의 초점을 지나는 빛만 측정하는 방식으로 산란광의 세기를 크게 감쇄시킬 수 있다. 초음파가 광학현미경에게 관찰 경로를 알려주는 일종의 네비게이션 역할을 하는 셈이다. 초음파는 생체 조직을 응축, 팽창시켜 굴절률을 변조하는 방식으로 빛의 진행에 영향을 준다. 연구진은 이런 초음파의 특성을 응용해 초음파의 초점을 통과하는 빛만을 선택적으로 측정하는 기술을 개발하고, 이 기술을 공간 게이팅이라 명명했다. 초음파는 생체 내부의 '빛 거름망' 역할을 하며 무작위로 산란되던 빛을 차폐한다. 공간 게이팅 기술을 통해 연구진은 산란광을 100배 이상 감쇄시키며 생체 조직 내에서 광학 이미지가 흐려지는 문제를 극복할 수 있었다. 장무석 KAIST 교수는 "촘촘한 거름망을 사용하면 더 고운 가루만 남는 것처럼 초음파의 초점을 작게 할수록 산란광을 더 많이 감쇄시킬 수 있다"며 "향후 산란광을 1000~1만 배 수준까지 감쇄시켜 더 선명한 이미지를 얻게 될 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 2월 5일자 온라인 판에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원이 반도체 생산 장비 내부에서 웨이퍼 위에 박막이 형성되는 전 과정을 실시간으로 관찰하고 측정·분석할 수 있는 '화학증착소재 실시간 증착막 측정 시스템'을 세계 최초로 개발했다고 16일 밝혔다. 이 측정 시스템은 반도체뿐만 아니라 유기발광다이오드(OLED) 소재, 2차전지 또는 태양전지용 전극소재 등 다양한 분야에도 활용할 수 있다. 이번 연구개발은 국가과학기술연구회가 주관한 '창의형 융합연구사업' 과제를 통해 3년 만에 낸 성과로, 2019년 6월 시스템 개발을 완료하고 현재 반도체 소재 기업들과 상용화를 추진하고 있다.  생기원 고온에너지시스템그룹 허훈 박사는 "시간과 비용이 많이 소요되는 기존 박막 분석 방식의 한계를 국내 기술력으로 극복해낸 사례인 만큼 관련 소재·장비 국산화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.  허훈 박사 연구팀은 화학기상증착 장비 내부에 박막 소재의 증착 과정을 측정·분석할 수 있는 인시투(In-situ) 라만 분광 장치를 설치해 이 같은 문제점을 해결해냈다. 설치된 라만 분광 장치는 단색광을 기체 또는 투명한 액체·고체에 쬐면 산란광 속에 파장이 약간 다른 빛이 생기는 라만 효과를 기반으로 한다. 라만 효과에 의해 발생하는 특수한 빛의 배열인 '라만 스펙트럼'을 활용하면, 장비 내부에서 바로 박막 소재의 농도나 결정구조, 결정성 등 다양한 물성 정보를 실시간 파악할 수 있다. 또한 화학 증착에 필요한 화합물 및 반응가스, 박막 성장 온도나 시간 등 여러 변수를 측정·분석해 공정도 최적화할 수 있다. 연구팀은 한걸음 더 나아가 박막 물성 분석결과를 기반으로 유전율(Permittivity)을 유추할 수 있는 분석기법도 개발했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

고려대 심상준 교수 연구팀이 암세포 유전자의 변이를 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 바이오 융합 금 나노입자 기반의 바이오센서를 개발했다고 한국연구재단이 26일 밝혔다. 유방암의 조기 진단과 예방을 위해 유전자 검사에 대한 관심이 높다. 2013년 미국 영화배우 안젤리나 졸리가 BRCA1 유전자의 돌연변이를 발견하고 예방적 유방 절제술을 받으면서 더욱 주목받기 시작했다. BRCA1 유전자는 세포내 DNA 손상을 복구하고 종양을 억제하는 역할을 하며, 돌연변이가 발생하면 유방암 발병률이 80%에 달한다. 정밀한 유전자 돌연변이 검출을 위해 많은 기술개발이 있었지만, 아직까지 검출 시간, 민감도 등의 측면에서 한계가 있다. 연구팀은 금 나노입자의 빛에 대한 민감도를 이용해 유전자의 점 돌연변이를 감지하는 바이오센서를 개발했다. 단 2분 만에 분자 수준에서 돌연변이를 정밀하게 검출해냈다. 점 돌연변이는 DNA를 구성하는 염기 중 하나가 변환되어 나타나는 돌연변이를 말한다. 유전자를 복구하기 위해 점 돌연변이 부분에 뮤트S(MutS) 단백질이 결합하는데, 이 과정을 금 나노입자의 산란광 변화를 통해 감지했다. 금 나노입자의 민감도를 대폭 향상시키기 위해 일반적인 공·막대 모양이 아닌, 두 입자가 연결된 듯한 ‘나노 브릿지’ 형태로 설계됐다. 개발된 금 나노입자 바이오센서를 적용해 실제 암 세포주에서 점 돌연변이의 유무뿐 아니라 어떤 변이가 발생했는지까지 진단하는 데 성공했다. 점 돌연변이의 종류가 달라지면 뮤트S 단백질의 결합 속도에 영향을 받는 원리를 이용했다. 심상준 교수는 “이 연구는 단일 나노입자의 독특한 형태를 통해 빛에 대한 민감도를 대폭 향상시킨 광학 플랫폼 기술”이라며, “극소량의 시료만으로도 다양한 유전적 질환을 쉽고 빠르게 실시간으로 진단할 수 있으므로 환자 맞춤형 치료를 위해 의료 현장에서 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 연구의 배경과 의미를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 기초연구사업(중견연구)와 기후변화대응기술개발사업(Korea CCS 2020), (주)코디엠의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 2월 19일 게재되었다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

매직폼 스타일(MF-AS), 폴라코트, 엑스트라액티브, EYENET 4가지 신제품 출시 (주)케미그라스(대표이사 박종길)는 지난달 20일 신제품 런칭 세미나에서 매직폼 스타일(MF-AS), 폴라코트, 엑스트라액티브, EYENET 제품 4가지를 소개했다. 매직폼 스타일(MF-AS) 매직폼 스타일(MF-AS)은 케미렌즈 누진의 베스트셀러 "A-ONE STYLE" 디자인을 최적의 설계로 업그레이드 하여 프리폼 디지털 가공, 내면 누진의 매직폼 스타일로 탄생되었다. 넓은 시야, 선명한 시야, 편안한 시야를 제공하며 맞춤형 누진 디지털 프리폼 가공 설계로 안경테 정보를 입력하여 착용자에게 최적의 편안함을 실현하였다. 아이포인터 맵으로 안구에 최적화된 디자인으로 설계되었다. 이 제품은 쉬운 누진 적응을 원하는 소비자, 안정적인 누진설계를 원하는 소비자, 도수변화가 없는 프리폼 가공렌즈를 원하는 소비자, 누진렌즈의 좁은 시야로 불편함을 느껴 본 소비자, 선명하고 깨끗한 시생활을 원하는 소비자에게 적합하다. 굴절율은 1.56/1.60/1.67이고, 누진대는 10.5/12.5/14.5 로 구분된다. PolarCoat 폴라코트는 새로운 차원의 편광렌즈이다. 편광렌즈는 90도 편광축을 이용 180축 주변의 편광된 빛을 차단, 눈부심을 제어하고 사물을 선명하고 또렷하게 보이는 기능을 하는 렌즈를 말한다. 기존 편광렌즈는 필름으로 편광을 구현하여 필름이 가지는 두께와 왜곡, 반무테, 무테 가공 어려움 등 문제가 있었다. 폴라코트는 이런 문제점을 한번에 해결한 코팅편광렌즈로 필름이 아닌 코팅방식으로 편광을 구현해 필름이 가지는 문제점을 모두 해결하였다. 프리미엄급 코팅편광렌즈이다. XTRActive 엑스트라액티브 변색렌즈는 기존 트랜지션 렌즈보다 한단계 업그레이드 된 변색렌즈이다. 특징으로는 고온에서도 진하고 빠르게 변색이 이루어지고, 실외에서도 85%이상 활성화된다. 진한 농도로 선글라스처럼 사용 가능하다. 차안에서도 환경에 따라 최대 50% 변색이 가능하다. 가시광선의 낮은 영역대에 반응하여 활성화되고 편안한 운전 시야를 제공한다. 실내에서도 편안하게 착용 가능하고 90%에 가까운 투과율을 유지한다. 기존 트랜지션 변색렌즈의 단점들을 모두 보완한 렌즈라 볼 수 있다. 기존 트랜지션은 열에 약해 더운 환경에서도 변색이 덜 이루어지고, 차안에서도 변색이 되지 않았다. 엑스트라액티브는 굴절률 1.60이고 색상은 그레이이다. EYENET EYENET 렌즈는 육각그물망 코팅을 이용해 빛이 투과시에 산란되는 빛을 감소시킴으로써 눈부심을 방지하고 사물을 좀 더 선명하게 보이도록 하여 눈의 피로를 줄여주는 기능이 있다. 이 기능은 핀홀 원리는 이용한 것이다. 핀홀은 바늘구멍이라는 뜻으로 주광선만을 받아들이도록 하여 빛의 원리에 따라 보고자 하는 상 주변의 산란광을 줄여주고, 초점심도를 좀 더 정확하게 하여 망막 위의 흐린 착란원을 감소시켜 망막상의 선명도를 증가시킨다. kkeehyuk@fneyefocus.com fn아이포커스 권기혁기자

시스템창호 전문기업 이건창호는 태양광 창호 정부개발사업의 주관기관으로 선정됐다고 21일 밝혔다. 지식경제부가 주관하는 이 프로젝트는 ‘수요자 맞춤형 염료감응형 태양전지 태양광창호와 태양전지 고속공정을 개발하는 과제’로 앞으로 이건창호는 3년간 30억원 이상을 정부로부터 지원받아 개발하게 된다. 염료감응형 태양전지(DSSC)는 직사광선에만 주로 반응하던 이전의 실리콘 태양전지와 달리 흐린 날이나 직사광선이 약한 산란광에서도 전기를 생산할 수 있도록 고안된 차세대 태양전지다. 특히 전기를 발생시키는 시간이 실리콘 태양전지보다 길고 생산단가가 25∼30% 수준이다. 또한 휘어짐이 가능한 플라스틱 기판에 제작하면 건물의 곡선면에서도 적용이 가능하고 염료를 사용하기 때문에 다양한 색상 및 투과율 조절로 건물의 외관도 아름답게 연출할 수 있다. /pride@fnnews.com이병철기자

시스템창호 전문기업 이건창호는 태양광 창호 정부개발사업의 주관기관으로 선정됐다고 21일 밝혔다. 지식경제부가 주관하는 이 프로젝트는 ‘수요자 맞춤형 염료감응형 태양전지 태양광창호와 태양전지 고속공정을 개발하는 과제’로 앞으로 이건창호는 3년간 30억원 이상을 정부로부터 지원받아 개발하게 된다. 염료감응형 태양전지(DSSC)는 직사광선에만 주로 반응하던 이전의 실리콘 태양전지와 달리 흐린 날이나 직사광선이 약한 산란광에서도 전기를 생산할 수 있도록 고안된 차세대 태양전지다. 특히 전기를 발생시키는 시간이 실리콘 태양전지보다 길고 생산단가가 25∼30% 수준이다. 또한 휘어짐이 가능한 플라스틱 기판에 제작하면 건물의 곡선면에서도 적용이 가능하고 염료를 사용하기 때문에 다양한 색상 및 투과율 조절로 건물의 외관도 아름답게 연출할 수 있다. /pride@fnnews.com이병철기자

시스템창호 전문기업 이건창호는 태양광 창호 정부개발사업의 주관기관으로 선정됐다고 21일 밝혔다. 지식경제부가 주관하는 이 프로젝트는 ‘수요자 맞춤형 염료감응형 태양전지 태양광창호와 태양전지 고속공정을 개발하는 과제’로서 앞으로 이건창호는 3년간 약 30억원 이상을 정부로부터 지원받아 개발하게 된다. 염료감응형 태양전지(DSSC)는 직사광선에만 주로 반응하던 기존의 실리콘 태양전지와는 달리 흐린 날이나 직사광선이 약한 산란광에서도 전기를 생산할 수 있도록 고안된 차세대 태양전지다. 특히 전기를 발생시키는 시간이 실리콘 태양전지보다 길고 생산 단가가 25%∼30% 수준이다. 또한 휘어짐이 가능한 플라스틱 기판에 제작하면 건물의 곡선면에서도 적용이 가능하고 염료를 사용하기 때문에 다양한 색상 및 투과율을 조절할 수 있어 건물의 아름다운 외관 역시 연출할 수 있는 특징이 있다. /pride@fnnews.com이병철기자

이건창호가 차세대 태양전지인 ‘염료감응형 태양전지’ 개발 재료에 힘입어 연일 강세를 이어가고 있다. 지난달 30일 이건창호 주가는 가격제한폭까지 치솟으며 1만1550원에 거래를 마쳤다. 나흘 연속 상승세다. 이건창호 관계자는 “이번에 개발한 ‘염료감응형 태양전지’는 주로 직사광선에서만 반응하던 기존의 실리콘 태양전지와는 달리 흐린 날이나 직사광선이 아닌 약한 산란광에서도 전기를 생산할 수 있다”고 설명했다. 그는 이어 “투명성을 갖고 있어 건물 유리나 외장재, 자동차 및 생활용품 등에 다양하게 적용할 수 있는 차세대 태양전지”라고 말했다. /grammi@fnnews.com 안만호기자