포스테키안

2017 여름호 / 포스텍 연구실 탐방기 / 나노융합기술원 NINT

2017-07-2154

나노융합기술원 NINT

 

POSTECH은 연구 중심 대학이라는 명성에 걸맞게 활발한 연구가 진행되고 있으며, 총 73개의 대학 부설 연구소가 있습니다. 필자는 이 연구소들을 직접 탐방하여 고등학생 독자 여러분에게 소개하고자 해요. 다양한 연구 분야를 접하고 이공계에 대한 관심이 깊어지기를 바라요!   오늘 탐방할 연구소는 POSTECH의 대표적인 법인 승인 연구소인 나노융합기술원입니다. 굉장히 생소한 ‘나노’분야를 다루고 있는 이곳. 무엇을 하는 곳일까요?


나노(Nano)란 무엇인가요?
나노는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스가 어원으로 작다는 뜻이죠. 국제 표준 단위계(SI)에서 10억분의 1을 뜻하고 있습니다. 1nm는 0.2~0.3nm 정도인 원자 3~4개를 나란히 배열한 크기라고 말하면 얼마나 작은지 짐작이 될 것 같습니다. 나노 기술은 이런 나노미터 수준에서 일어나는 특별한 현상을 이용하고 나노미터 수준에서 물체를 조작하는 기술을 말합니다. 익숙한 태양 전지나 친환경 타이어, 반도체 메모리 소자부터 생소한 나노 코팅, 탄소나노 섬유 나노로봇까지 모두 나노 기술을 이용한 제품들입니다.

 

좀 더 구체적이 나노기술의 예시가 궁금해요
나노 기술은 자연에서 영감 받아서 개발하게 된 경우가 많아요. 연잎은 물에 젖지도 않고 신기하게도 항상 깨끗한 상태를 유지하는데 이는 물이 떨어지면 잎에 흡수되지 않고 물방울이 되어 흘러내리면서 먼지까지 떨어져서입니다. 그 원리는 연잎 표면에 있는 나노 돌기가 물을 싫어하는 소수성을 띠고 있기 때문이죠. 이러한 연잎 효과를 활용하여 물을 뿌려주는 것만으로 먼지를 제거할 수 있는 청결한 ‘로터산 페인트’와 액체가 잘 묻지 않는 ‘나노 섬유’가 개발되었습니다. 나비의 날개에서 영감을 얻기도 했어요. 파란 색소 없이도 나노 크기의 독특한 광결정 구조를 통해 파란 색을 띠는 원리를 이용하여 광원 없이도 외부의 빛을 이용하여 에너지 효율을 증가시키는 차세대 에코디스플레이 미라솔을 만들었습니다. 또, 벽을 타거나 천장에 매달릴 수 있는 게코 도마뱀의 발바닥을 보고 나노 빨판을 개발했어요. 이를 이용하여 TIME지가 선정한 최고의 발명품인 유리벽을 기어 다니는 스티키봇을 만들 수 있었습니다.

나노융합기술원에서 하는 일
나노융합기술원은 나노 기술 발전을 위한 다각적인 방향의 사업을 진행하고 있어요. 우리 기술원만의 독보적인 나노 기술을 연구함과 더불어 최첨단 장비와 시설을 구축하여 대학, 기업 등에서 이를 이용할 수 있는 서비스를 제공하고 있습니다. 나노 구조를 해석하기 위해서는 E-Beam Lithography System, I-Line Stepper 등 특별한 장비가 필요해요. 중점 연구분야는 반도체의 공정 기술 개발, 나노단위 3차원 분석을 통한 특성 평가, 디스플레이와 태양, 수소 및 연료 전지 등이 있습니다. 또한 나노 분야의 인재 양성을 위해 무한상상실, 다양한 프로그램이 마련되어 있습니다. 특성화 고등학교를 다니는 친구들뿐 아니라 대학생과 재직자를 대상으로 나노기술의 전문지식과 3D 프린팅에 대한 교육이 이루어지고 있습니다. 혹시 나노 분야에 관심이 있는 친구들은 이 프로그램에 참여해 보세요.

대표적인 연구 하나만 소개해주세요!
굉장히 넓고 다양한 연구 분야에 대해 NINT MEMS-BIO 센터장과 연구부교수를 맡고 계시는 김인철 교수님께서 친절하게 알려주셨습니다. 가장 흥미롭게 느낄 만한 분야인 MEMS에 대해 알려 주셨습니다. MEMS는 Micro Electro Mechanical System의 줄임말로 10-6의 마이크로 크기를 다루며 주로 소형화 해 가고 있는 기계 부품과 광학, 바이오, 전자 소자 등의 분야에 적용이 되고 있습니다. 더 얇은 스마트폰, 노트북을 만들기 위해 부품과 칩들이 좋은 기능을 가지되 소형화 되어야 하는 것을 생각하면 MEMS는 유망한 분야입니다. 이 중 광학 분야는 Micro opto Electro Mechanical System을 줄여 MOEMS라고 하고, 기본적으로 광학과 전기 원리를 토대로 광 신호를 감지하고 이용하는 분야를 말합니다. 구체적으로 아주 작은 화학 물질이나 생물학적 물질을 검출하는 현미경이나 좋은 품질의 정보를 효율적으로 전달할 수 있는 광학통신 등이 있습니다. 나노융합기술원에서도 “Fabrication of microgratings and their IF diffraction spectra”라는 연구가 진행되었습니다. MEMS 기술을 이용하여 육플루오린화 황과 암모니아의 미세 격자를 파악하고 적외선 스펙트럼과 기존 연구에서 밝혀진 물질 고유의 적외선 스펙트럼과 비교, 분석하는 실험입니다. 눈에 보이지 않는 작은 세계를 탐방하는 나노 분야 흥미롭지 않나요??


글_김채원 기계공학과 16학번(알리미 22기)