[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 김승우·김영진 교수팀이 차세대 6G 이동통신 대역인 테라헤르츠 대역에서 세계 최고 수준 '1000조 분의 1'의 안정도를 가지는 초안정 테라헤르츠파 생성 원천기술을 개발했다. 이 원천기술은 차세대 6G 무선통신, 양자 분광 기술, 나아가 군용 레이더 기술 등 다양한 분야에 응용될 전망이다. 초안정 테라헤르츠파를 만든 신동철 KAIST 기계공학과 연구원은 3일 "차세대 6G 무선통신 대역에서 가장 우수한 안정도를 선점한 것"이라며 "테라헤르츠 핵심 소자 평가 등에 응용돼 테라헤르츠 대역 표준 확립에 도움될 것"이라고 말했다. KAIST에 따르면 기존 테라헤르츠파 생성 방식은 상대적으로 낮은 주파수 안정도를 가지는 마이크로파 원자시계에 기반한 것으로, 최근 개발된 광 시계와 비교했을 때 수천 배 이상 낮은 안정도를 보여 왔다. 차세대 테라헤르츠파 기술을 선점하기 위해서는 핵심 테라헤르츠 소자들에 대한 개발과 평가, 선점이 필수적이다. 테라헤르츠 전송과 변조, 검출 소자들에 대한 평가를 수행해야 하지만 초안정적인 표준급 테라헤르츠 신호를 만들어내는데 어려움이 있으며, 관련 핵심 부품들을 만드는 것도 한계가 있었다. 연구진은 이를 극복하기 위해 1000조분의 1의 안정도를 가지는 매우 정밀한 광주파수 대역의 시간 표준을 안정화하는 펨토초 레이저 광빗으로부터 두 개의 레이저를 추출하고 합성해 테라헤르츠파를 만들었다. 이 과정에서 다양한 잡음을 분석, 광빗의 우수한 안정도를 유지하기 위해 잡음 보상·제어 기술을 개발했다. 이 테라헤르츠파를 이용해 실험한 결과, 광빗의 넓은 대역폭 특성을 활용한 것으로, 전대역에서 시간 표준 수준의 안정도를 가졌다. 연구진은 "이는 세계 최고 수준의 광 시계 안정도를 테라헤르츠 대역에서도 새로이 실현할 수 있다는 것을 의미한다"고 설명했다. 한편, 연구진은 이번 연구결과를 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] LG전자가 6G 테라헤르츠(㎔) 대역에서 실외 320m 무선 데이터 송수신에 성공하며 6G 상용화에 한발 다가섰다. 이는 지난해 8월 100m 무선 송수신 성공에 이어 약 1년 만에 이룬 쾌거다. LG전자는 최근 독일 베를린에 위치한 프라운호퍼 하인리히-헤르츠 연구소에서 6G 테라헤르츠 대역(155~175㎓)을 활용해 실외에서 통신 신호를 320m 거리까지 전송하는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 이는 지난해 8월 실외 100m 무선 송수신 성공에 이어, 약 1년 만에 이룬 쾌거다. 테라헤르츠(㎔) 무선송수신 기술은 초당 최대 1테라비트의 초고속 데이터 전송 속도를 가능하게 하는 기술로, 6G 이동통신 요구와 기대를 충족시킬 핵심 기술로 손꼽힌다. 이번 성공은 일반 도심에서 사용하는 기지국의 셀 커버리지가 250m 수준이라는 점에서 의미가 크다. 실내는 물론, 실외 도심 지역 전반에서 6G 테라헤르츠 통신을 상용화하는데 한 발 더 다가선 셈이다. 6G 테라헤르츠와 같은 초광대역은 주파수 도달거리가 짧고, 안테나 송·수신 과정에서 전력 손실이 심해, 수신기 소자 개발이 가장 큰 걸림돌로 여겨왔다. LG전자와 프라운호퍼 연구소는 세계 최고 성능의 송수신 핵심 소자 신규개발에 성공했고, 모듈의 집적도를 높여 상용화에도 용이하다. 김병훈 LG전자 최고기술책임자(CTO) 부사장은 "이번 실외 320m 시연 성공으로 초당 1테라비트 전송을 실현하는 6G 기술 목표를 보다 현실화했다"며 "R&D 역량을 갖춘 연구기관, 업체들과의 협력을 지속해 LG전자 미래사업의 핵심 기술 요소 중 하나인 6G 기술 리더십을 공고히 할 것"이라고 강조했다. LG전자는 오는 23일 서울 마곡동에 위치한 LG사이언스파크에서 한국과학기술원(KAIST), 한국표준과학연구원(KRISS)과 공동으로 '6G 그랜드 서밋' 행사를 열고 이번 테라헤르츠 기술 개발 성과를 포함한 그간의 6G 분야 개발 성과 등을 발표할 예정이다.  hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 나노광학연구실은 이산화바나듐을 이용해 6G 통신용 신소재를 개발했다고 6일 밝혔다. 이산화바나듐으로 만든 새로운 메타표면은 슬릿 배열로 패턴을 만들어, 테라헤르츠(THz)의 넓은 영역에서 투명성을 유지하면서 전기 전도도를 조절할 수 있다. 연구진은 "이번에 개발한 메타표면은 자연에 없는 특성을 갖도록 제작한 이차원 물질로, 6G 통신에서 소자로 활용하기 적절한 특성을 갖췄다"고 설명했다. 이산화바나듐은 상온(67℃)에서 온도에 따라 상태가 변하는 특성이 있다. 전기가 잘 통하는 금속이 되기도 하고, 전기가 안 통하는 절연체로 변하기도 한다. 이 때문에 세계적으로 많은 연구단이 이산화바나듐에 패턴을 만들어 소자로 쓰기 위한 패터닝 기술을 발전시키려 애쓰고 있다. 연구진은 반도체 공정에서 빛으로 재료에 패턴을 만드는 포토리소그래피 공정을 활용하는 방법을 고안했다. 포토리소그래피로 바나듐 금속 패턴을 만든 뒤, 가열하며 공기 중 산소와 반응시키는 열 산화로 이산화바나듐을 성장시키는 방식이다. 이 방법을 쓰면 식각 손상에서 자유로운 대면적 이산화바나듐 패터닝이 가능하다. 연구진은 테라헤르츠파의 파장보다 작은 주기를 가지는 슬릿 배열 구조의 산화바나듐 메타표면을 제작해, 전기적 성질을 조절할 수 있는 테라헤르츠파 영역투명전극을 구현했다. 실온에서 100℃까지 온도를 달리하며 광학적·전기적 특성을 측정한 결과, 이산화바나듐 부분은 수 천배까지 전도도가 달라졌다. 반면, 메타표면을 통한 테라헤르츠파의 광대역 투과율은 상전이가 일어나도 일정하게 높아서 투명했다. 이덕형 교수는 "이산화바나듐이 절연체 상태일 때는 사파이어 기판과 유사한 굴절률을 가지므로 투과율이 높다"며 "이 물질이 금속으로 상태가 변하면 이산화바나듐에서 감소한 투과율을 슬릿에 모인 빛이 보상해주므로 높은 투과율을 유지했다"고 설명했다. 연구진은 또 메타표면을 투과한 근적외선(NIR)도 상태 변화에 따라 선택적으로 변조할 수 있다는 사실을 확인했다. 다중 스펙트럼에서의 응용 가능성이 입증된 것이다. 제1저자인 양효심 서울대 박사과정 연구원은 "이번 연구에서 개발한 다기능 테라헤르츠파 가변 투명전극은 테라헤르츠파와 근적외선 하이브리드 통신 같은 다중 스펙트럼 응용 분야에 활용할 수 있다"며 "에칭-프리 패터닝 공정은 이산화바나듐 기반 메타표면의 대량생산에 유용할 것"이라고 전했다. 연구진은 이번 연구결과를 광학 분야의 세계적 학술지인 '레이저 & 포토닉스 리뷰스(Laser & Photonics Reviews)' 온라인판에 8월 7일 발표했다.    monarch@fnnews.com 김만기 기자

마인즈아이가 테라헤르츠(THz) 기술로 반도체 검사장비 시장에 도전장을 내밀고 있다. 이미 국책과제를 통해 관련 기술을 확보, 국내기업으로선 최초로 테라헤르츠 분광시스템 자체제작 능력을 보유하고 있어 전망도 긍정적이다. 무엇보다 국내 반도체 기업과 초도 수주물량을 확보한 것으로 알려져 성장 기대감을 높이고 있다. ■1대 THz 검사기 2620대 검사기 역할 홍지중 마인즈아이 대표는 최근 기자와 만나 "마인즈아이는 세계 최초로 테라헤르츠 반도체 검사장비 기술을 보유한 기업"이라며 "테라헤르츠를 활용한 검사·측정 장비의 선도기업으로서 세계적 기업으로 성장시킬 수 있도록 하겠다"고 말했다. 테라헤르츠는 1초에 1조(테라·tera)번 진동하는 전자(기)파의 단위다. 1초에 10억번에서 3000억번까지 진동하는 마이크로파와 파장이 길어 공기 투과성이 좋은 적외선 사이의 주파수다. 투과성이 높아 그간 바이오 기술에 적용되는 경우가 많았다. 바이오 분야에서 적용되던 기술을 마인즈아이가 반도체와 접목해 신시장을 열고 있는 셈이다. 마인즈아이가 개발중인 THz 검사기는 기존 검사기 보다 빨라 수백∼수천대의 기능을 대신할 수 있다. 마인즈아이에 따르면 12인치 웨이퍼 기준으로 THz검사기 1대의 1일 검사수량 427개다. 이는 에피웨이퍼 총생산량 대비 필요 검사기 수량을 계산하면 2620대다. 물론 향후 설비화하는 개발까지 완료된 후에 양산화된다고 가정했을 때다. 다만 최근 24억원 규모의 수주를 따낸 것을 감안할 경우 먼 미래가 아니라는 시각이다. 홍 대표는 "THz 초도 설비를 삼성반도체의 1차 벤더인 회사가 하고 있으며 마인즈아이는 테스트 핸들러를 개발해 납품하게 됐다"며 "100도 가까운 열을 가하면서 테스트를 진행하기 때문에 정밀한 기구적 메커니즘과 열전달 특성이 일정하게 유지되도록 해주는 것이 핵심인데 메커니즘 설계 및 열전달해석 등 기계공학적인 기술들이 적절하게 접목됐다"고 설명했다. 이번 설비는 인텔이 새로이 출시하는 인텔 코어 시리즈의 주기억장치(CPU)에 따라 삼성은 이에 맞는 하이스펙의 메모리모듈들을 개발해 생산하게 되며, 이를 최종 단계에서 번인테스트 하기 위한 설비이다. ■내년 코넥스 상장 목표 마인즈아이는 카메라 모듈 검사장비와 LCD 및 반도체 검사장비 제조 전문기업이다. 2016년 국책과제 THz 이미징을 이용한 인라인 반도체 칩·패키지 검사 장비 개발을 수행하며 우수한 기술력을 인정 받았다. 홍 대표는 마인즈아이의 독보적인 THz 기술이 반도체, 디스플레이, 자동차 분야에도 접목이 가능하다고 설명하고 있다. 이는 모두 THz 분광기술을 활용한 것으로 반도체에서는 Si 웨이퍼 측정장치에, 디스플레이는 OLED 침습경로 측정장치, 자동차 분야에선 도장막 측정장치로 활용할 수 있다는 것. 홍 대표는 이들 3개 분야에서 연 290억원의 매출을 올릴 수 있을 것으로 전망했다. 마인즈아이는 독보적인 THz 기술을 이용해 넥스트아이와의 협업관계를 확대해 내년 코넥스 상장에도 도전을 계획중이다. 코스닥 상장사인 넥스트아이는 지난 2018년 1월 마인즈아이의 지분 51%를 취득해 최대주주가 됐다. 홍 대표는 "향후 사업화 단계에서 넥스트아이의 조직력이 가미돼 신속한 대응과 양산속도를 높일 수 있을 것으로 기대되며 중국시장 진출시 영업력이 크게 기대된다"며 "상장을 통해 세계적인 기업으로 성장시킬 수 있도록 노력하겠다"고 강조했다. 넥스트아이 관계자는 "스마트기기 증가, 배터리 등 안전사고에 대한 우려로 불량 여부와 안전성을 정밀하게 감지하는 머신비전 검사장비에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다"며 "마인즈아이와 중국을 중심으로 한 글로벌 시장 진출에 집중적으로 힘쓰고 있다"고 말했다. kjw@fnnews.com 강재웅 기자

【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 아주대하교는 안영환 교수 연구팀이 전자기파의 일종인 테라헤르츠파(THz)를 활용해 세균, 바이러스 등의 미생물을 판별하는 새로운 감별법 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 이 기법을 이용하면 PCR 검사를 비롯한 기존의 방법보다 간편하고 신속하게 병원균을 감별해낼 수 있다. 테라헤르츠파(THz)는 T-ray라고 부르는 전자기파의 일종으로 기존의 광파나 엑스레이가 투과하지 못하는 물질을 선택적으로 그리고 쉽게 투과할 수 있어 최근 주목받고 있다. 더불어 인체에 무해 하다는 특징이 있어 생체 이미징이나 세포·조직 검사 같은 의료 분야에 활용되며, 수하물·우편물 등의 보안 검사와 초고속 통신 시스템 등에도 쓰인다. 해당 내용은 '테라헤르츠 열곡선 분석법을 통한 비표지자 유해균 검출(Terahertz thermal curve analysis for label-free identification of pathogens)'이라는 논문으로, SCIE급 저명 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 6월 온라인판에 게재됐다. 아주대 대학원 에너지시스템학과 박사과정의 전승원 학생이 연구에 함께 참여했다. 일반적으로 박테리아나 바이러스 같은 병원균은 선택적 검출에 필요한 흡수 스펙트럼을 가지고 있지 않다. 때문에 유해한 균의 선택적 검출을 위해서는 특정 파장에서 발광하는 형광 표지자(염료)를 붙이거나, 유해균 대상물에 반응하는 항체를 활용하는 것이 일반적인 방식이다. 병원균 검출의 여러 방식 중, 코로나 팬데믹 이후 일반에게도 익숙해진 PCR(중합효소연쇄반응) 검사 기법의 경우, 미량의 시료에 대해서도 매우 정밀한 측정이 가능하다는 장점이 있다. 반면 병원균으로부터 유전자를 추출해야 하는 전처리 과정을 포함해 숙련된 전문 인력에 의한 복잡한 과정을 거쳐야 하며, 유전자 증폭을 위해 다수의 시약을 필요로 한다는 부분은 단점이다. 아주대 연구팀이 개발해낸 새로운 방식을 활용하면 특정 시약이나 표지자(염료) 없이 신속하고 간편하게 병원균을 감별할 수 있다. 아주대 연구팀은 온도에 따라 미생물의 유전율이 변한다는 가설하에 온도 의존 THz파 메타센서를 제작, 미생물의 고유 지문을 도출해 내는 데 성공했다. 이는 생장 단계별(성장-사멸-DNA 분해 및 세포벽 분해)로 급격하게 변하는 유전율 양상이 미생물 고유의 특징을 반영하기 때문에 가능하다. 메타센서는 투명 망토 제작 등에 활용되는 메타물질을 활용, 매질의 유전율 변화를 정밀하게 관측하는 센서다. 연구팀은 이 방법을 통해 폐혈증을 비롯한 여러 질병의 원인이 되는 대장균, 포도상구균, 녹농균, 효모 등의 병원균에 대해 고유의 지문 데이터를 획득하는 데 성공했다. 특히 대장균과 유산균이 섞여 있는 시료에서, 두 개체를 성공적으로 분리 감별해냄으로써 두 종 이상의 미생물이 섞여 있는 경우에도 각각을 검출해낼 수 있음을 확인했다. 안영환 교수는 “이번 연구는 세균과 바이러스 같은 병원균을 특정 시약이나 표지자 없이 감별할 수 있는 새로운 접근법을 찾아냈다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”며 “후속 연구를 통해 감도와 정밀도를 향상시켜, 누구나 쉽게 활용할 수 있는 현장형·실시간 진단 센서로의 상용화 가능성을 높이고자 한다”고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업과 중점연구소 사업(자율형)의 지원으로 수행됐다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 터널을 통과하면 전신을 검색해 신발을 벗지 않고도 흉기, 폭발물 등 위험물질을 찾아낼 수 있는 최첨단 공항 보안검색 시스템을 연구개발(R&D)한다. 연구진은 2024년에 시제품을 개발하고 인천국제공항공사의 실증운용을 거쳐 2025년에는 국내 인증을 획득한 뒤, 일반 대중에 선보일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 ㈜대명티에스와 함께 테라헤르츠파를 이용한 차세대 보안 검색 기술을 개발한다고 20일 밝혔다. 보안 검색 기술 개발은 ETRI 주관으로 ㈜대명티에스, 인천국제공항공사, ㈜QSI 등 기업을 포함, 국내 총 11개의 산·학·연이 참여하고 있다. ETRI는 공항 내 전신 검색기에 사용되는 전파보다 주파수가 높은 테라헤르츠파의 특성을 활용해 더 높은 해상도로 위험물질 은닉 여부를 검사한다는 계획이다. 테라헤르츠파를 이용한 보안 검색 기술은 금속뿐만 아니라 비금속 재질의 위험물도 검색할 수 있다. 연구진이 개발하는 보안검색 시스템은 인공지능 영상인식 기술을 적용, 사람의 확인을 거치지 않고도 위험물질 소유 여부를 빠르게 판단할 수 있다. 연구진은 첨단 데이터 처리 및 판독 기술을 적용해 개인의 프라이버시가 침해되지 않도록 연구개발될 것이라고 밝혔다. 테라헤르츠파(THz)는 1초에 1조 번 진동하는 전자기파다. 테라헤르츠파는 의복이나 신발 등을 투과하면서도 전자파 에너지가 낮아 인체에는 무해하다는 특성 덕분에 '꿈의 주파수'라 불리며 전 세계적으로 연구가 활발하다. ETRI 박경현 미래원천연구본부장은 "지난 10년간 ETRI 테라헤르츠기술 연구개발의 성과를 집약해 보안검색 시스템 개발에 성공함으로써 우리나라도 첨단 항공보안검색장비 수출국으로 당당히 자리매김하겠다."고 말했다. 한편, ETRI는 이번 차세대 대인 보안검색 기술개발사업의 성공적 수행을 위해 공동연구개발기관으로 참여 중인 ㈜대명티에스와 함께 테라헤르츠 공동연구실을 연구원 내 개소했다. ㈜대명티에스는 테라헤르츠파를 이용한 비파괴 검사 시스템 개발에 있어 국내에서 가장 상용화에 근접한 기술력을 보유하고 있는 기업으로 향후 개발되는 보안검색 시스템의 실증 및 국내·외 인증, 상용화를 책임질 예정이다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

테라헤르츠 영상을 이용해 악성 뇌종양 중 가장 흔한 암인 뇌교종의 치료 성적을 높일 수 있는 것으로 나타났다. 연세대의대 연의-생공연메디컬융합 연구소 서진석·지영빈·오승재 교수, 신경외과 장종희·강석구 교수, 연세대 기계공학과 주철민 교수 연구팀은 뇌교종 수술에서 테라헤르츠 영상으로 뇌교종과 정상 뇌조직의 경계를 찾아내 뇌종양 진단의 정확도를 높이는 방법을 개발했다고 14일 밝혔다. 뇌교종은 뇌에 영양을 공급하는 신경교세포에서 발생하는 암으로 뇌 조직이 손상돼 마비, 언어장애, 의식저하, 경련 등의 증상을 유발한다. 또 뇌압이 상승해 두통이나 구토, 의식장애가 올 수 있다. 악성 뇌교종의 경우 평균 생존기간이 12~15개월로 보고될 만큼 예후가 좋지 않다. 외과적 수술을 통해 정상 뇌조직의 손상을 최소화하며 암을 완전히 제거하는 것이 최선이지만 정상 뇌조직과의 경계가 불분명하고 육안으로 구분이 힘들어 완전히 제거하는 것이 쉽지 않다. 최근 뇌교종 치료에서 뇌항법장치 시스템과 수술중 MRI, 특수조영제 형광영상 등을 이용해 수술 성공률을 높이고 있다. 하지만 조영제 사용에 따른 호흡곤란이나 쇼크, 심혈관 증상 등의 부작용과 함께 수술 중 실시간 측정이 어렵고 일부 뇌교종은 진단이 힘들다. 이런 문제로 테라헤르츠파를 이용한 진단이 대안으로 제시되고 있다. 테라헤르츠파는 빛의 직진성과 전자파의 투과성을 동시에 가진 독특한 전자기파로 X-레이에 비해 에너지가 낮아 인체에 해가 없다. 또 생체 구성성분에 민감히 반응하기 때문에 병리조직진단이나 분자연구, 농작물 재배 등에 적용하기 위한 연구가 진행 중이다. 의학분야에서도 유방암이나 피부암 진단에 활용하기 위해 연구를 하고 있다. 연구팀은 뇌교종 세포를 주입한 실험쥐 4마리에서 샘플을 체취한 뒤 테라헤르츠 의료영상을 촬영하고, 특수조영제를 이용한 의료영상과 조영제를 사용하지 않은 최신 광학 의료영상을 비교했다. 그 결과 테라헤르츠 의료영상이 뇌교종을 더 민감하게 검출했다. 또, 14명의 환자에서 체취한 뇌교종 검체를 테라헤르츠 의료영상으로 구분할 수 있는지에 대한 실험에서는 100% 뇌교종 검출에 성공했다. 실제 수술환경에서 테라헤르츠 의료영상의 사용가능성을 확인하기 위해 뇌교종 세포를 주입한 살아있는 실험쥐를 대상으로 같은 실험을 진행한 결과에서도 뇌교종을 진단할 수 있었다. 서진석 교수는 "수술 중 조영제 없이 실시간으로 뇌교종을 모두 확인할 수 있어 정상 뇌신경세포를 최대한 보호하고 뇌교종만 적출할 수 있는 새로운 방법을 제시하게 됐다"며 "동물실험과 인체 검체 실험, 생체 내 실험을 모두 거쳐 테라헤르츠 의료영상의 유효성을 검증했다"고 설명했다. 지영빈 박사는 "테라헤르츠 의료영상을 이용한 의료기기 개발 사례가 세계적으로 몇 건에 불과한 만큼 빠른 기술 선점으로 고부가가치를 창출하고 테라헤르츠 의료기기라는 신시장을 개척할 수 있는 발판을 마련했다"고 밝혔다. 연구팀은 '다중 광학 융합영상 기반 실시간으로 뇌종양을 진단하는 방법 및 장치' 특허를 출원했다. 또, 기술의 우수성을 인정받아 오는 24일 한국보건산업진흥원 주최 '보건의료 TLO 성과대전'에 초청받아 연구결과를 대표기술로 발표할 예정이다. 한편, 이번 연구는 임상의사와 기초의학자, 물리학자, 공학자가 참여한 다학제 연구로 세계적 과학저널인 네이처 출판그룹에서 발간하는 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 최신호에 게재됐다. pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

물체의 내부에서 흡수·산란·반사된 파장을 검출해 물질의 종류와 성분을 판독할 수 있는 고출력 테라헤르츠파를 소형 장치로 만들 수 있는 기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다. 이를 통해 사생활 침해 가능성 없이 보안 검색과 의료진단을 할 수 있게 될 것으로 예상된다. 교육과학기술부는 한국원자력연구원 양자빔기반방사선연구센터의 니콜라이 비노쿠로프 센터장 연구팀이 기존 가속기의 100분의 1 크기인 소형 가속기로도 출력이 높은 극초단 테라헤르츠파를 발생시킬 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 21일 밝혔다. 테라헤르츠파는 투과성을 가진 방사선 전자파로, 이를 사용하면 검색 대상 물체에서 흡수·산란·반사된 파장을 검출해 물질 고유의 진동수를 측정함으로써 눈으로 이미지를 관찰하지 않아도 물질의 종류와 성분까지 판독할 수 있다. 기존 전신 검색기에서는 X-레이나 밀리미터파를 사용해 투과된 이미지를 사람이 눈으로 판독하기 때문에 정확성이 떨어지고 사생활 침해 가능성이 있었다. 또 고출력 극초단 테라헤르츠파는 출력 증가를 위해 대형 가속기를 구축해야만 하는 문제가 있어 상용화에 어려움이 있었다. 비노쿠로프 박사 연구팀은 테라헤르츠파 발생 장치의 구조를 새롭게 고안해 장치 크기를 기존의 100분의 1로 줄인 가속기로 1피코초(10-12초) 이하의 짧은 시간에 테라헤르츠파 발생 출력을 이전보다 최소 10배에서 100배 향상된 100㎿(메가와트) 이상으로 증가시킬 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다. 새롭게 고안된 장치는 수 백장의 원판형 금속 박막을 전자빔 진행 방향으로 직경이 점점 작아지는 원뿔형으로 배치해 전이 방사선이 박막 가장자리에서 원뿔형으로 모여 방사되게 함으로써 테라헤르츠파 발생 효율을 증가시키는 구조로 개발됐다. 비노쿠로프 박사팀은 올해 안으로 이 기술을 적용한 실험실 규모의 테라헤르츠파 발생 장치를 구축해 사생활 침해 가능성이 없는 신개념 전신 검색기 개발 가능성을 증명할 계획이다. 정영욱 양자빔기반방사선연구센터 부센터장은 "이번 연구로 테라헤르츠파 관련 기술의 오랜 난제였던 출력 상승 문제 해결의 실마리를 찾았다"며 "이번 기술 개발을 토대로 고출력 테라헤르츠파를 이용한 물질 분석 분야 연구를 지속적으로 수행해 나갈 것"이라고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

국내 연구진이 새로운 전파를 이용해 식품 내 이물질을 편리하고 안전하게 검사할 수 있는 신기술을 개발했다. 한국전기연구원은 차세대 광원으로 주목받고 있는 테라헤르츠파(T-Ray)를 이용한 식품검사 신기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 한국전기연구원은 산하 첨단의용물리센터 김근주·김정일 연구팀이 고효율 고밀도로 T-Ray를 접속할 수 있는 테라헤르츠(THz) 안테나를 적용한 새로운 영상기법을 통해 기존 방법보다 높은 고해상도의 영상을 얻는데 성공했다고 설명했다. T-Ray는 전파와 광파의 중간에 위치하며 주파수로는 0.1∼10THz, 파장으로는 3㎜∼30㎛에 해당하는 전자기파로 전파의 투과성과 광파의 직진성을 모두 갖는 차세대 전파로 주목받고 있다고 전기연구원은 소개했다. 전기연구원은 T-Ray는 X-Ray에너지의 100만분의 1 수준으로 매우 낮아 인체에 무해하고 전파보다 짧은 파장 때문에 높은 해상도의 영상을 얻을 수 있다고 덧붙였다. 연구팀은 이 같은 T-Ray의 특성을 이용해 식품에 들어있는 벌레, 털, 곰팡이 등의 저밀도 이물질까지 분석할 수 있는 기술을 개발했다. 기존 초음파검사나 금속탐지기, X-Ray에 의한 검사가 다양한 식품검사에 활용하기 어렵다. 그 이유는 방사능 잔류 및 특정물질 손상 우려가 있기 때문이다. 반면 T-Ray는 생체조직에 안전하면서도 금속과 같은 고밀도 물질은 물론, 저밀도 물질까지 광범위하게 적용할 수 있다고 전기연구원은 설명했다. 실제 전기연구원은 0.2THz 광원을 이용한 T-Ray 식품검사에서 밀가루 내부의 벌레 등 작은 이물질을 X-Ray보다 더 뚜렷하게 확인했다. X-Ray 사용에 대한 거부감이 있는 홍삼 품질 검사에도 적합한 기술이라고 설명했다. 전기연구원은 T-Ray를 적용한 영상기술 개발을 토대로 앞으로 소형 고출력 T-Ray 소자와 3차원 T-Ray 컴퓨터 단층촬영기술도 개발할 계획이다. 전기연구원 관계자는 “현재 개발이 진행 중인 3차원 T-Ray CT는 T-Ray 응용분야를 식품을 비롯해 의료, 보안 등 다양한 분야로 넓히는 견인차 역할을 할 것으로 기대하고 있다”고 말했다./kueigo@fnnews.com김태호기자

마약 밀반입을 첨단 과학기술로 차단할 수 있게 됐다. 내년부터는 국제공항이나 항만터미널에서 새로 개발한 장비로 소형화물에 은닉해 반입되는 마약을 적발하는가 하면 출입국자가 몸에 은닉한 불법 물건을 검색할 계획이다. 과학기술정보통신부는 10월 31일 서울 강남 과학기술회관에서 과학기술을 활용한 관세행정 혁신 성과물 7개를 시연했다. 특히 이중 3개 시제품이 조달청 혁신제품으로 지정될 것으로 보여 내년 중 출입국 현장에 배치할 예정이다. 또한 유상임 과기정통부 장관과 고광효 관세청장은 이날 부처간 협력 강화를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 양측은 지난 2021년부터 312억원을 투입해 밀수 및 부정·불법행위에 대한 철저한 단속을 위한 '관세행정 현장 맞춤형 기술개발 1.0 사업'을 진행해 왔다. 현재 소형화물용 X-레이 검색기, 테라헤르츠 신변검색기, 지능형 X-레이 판독 훈련 시스템 등 3개 시제품은 조달청의 혁신제품 지정 프로세스를 밟고 있어 이 과정을 통과하면 2025년부터 관세 현장에 도입될 예정이다. 또한 우범여행자 CCTV 추적 시스템, 생체신호 기반 우범 여행자 식별 기술, 컨테이너 탐사 로봇, 3차원 방사선 탐지 장비 등 나머지 4개 시제품도 같은 과정을 거칠 계획이다. 주요 R&D 성과를 살펴보면 우선 마약 등 밀도가 낮은 물질을 정확히 선별하는 소형화물용 X-레이 검색기를 국산 개발했다. 이 장비는 기존의 투과형 외국 장비와 달리, 산란 방식을 추가해 물품의 판독 능력을 향상시켰다. monarch@fnnews.com 김만기 기자