한국전기연구원, 빛 이용한 나노미터급 미세유리관 접촉 판별 기술 개발

빛의 소멸 원리를 이용해 나노미터급 미세 장비의 접촉 여부를 정확히 가려내는 기술이 확보됐다. 한국전기연구원(KERI) 스마트3D프린팅연구팀 표재연 박사 연구팀은 나노 공정의 정밀도를 높이는 광학 기반 접촉 판별 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

직경 0.1 mm에서 0.00001 mm 수준으로 가공된 미세 유리관은 세포 조작과 나노 3D프린팅, 정밀 전기도금의 핵심 도구다. 0.00001 mm급 초미세 공정에서는 현미경 해상도 한계로 인해 유리관 끝단이 물체에 닿는 순간을 포착하기 어려웠고, 이는 장비 파손이나 공정 오류로 이어졌다.

광물리 현상 이해 바탕으로 현미경 해상도 한계 극복
연구팀은 미세 유리관에 빛을 비출 때 발생하는 소멸파 현상에 주목했다. 빛이 유리관을 타고 끝단까지 전달되다 물체와 접촉하면 산란되지 않고 물체로 흡수돼 빛이 사라지는 원리를 이용했다. 전등 하나만으로도 광학 현미경의 물리적 한계를 넘어 즉각적인 접촉 판별이 가능해진 셈이다. 관련 연구 결과는 나노과학 학술지 에이씨에스 나노(ACS Nano) 표지 논문에 실리며 기술력을 인정받았다.

나노 3D프린팅 및 생명공학 등 산업 전반 적용

기술 적용 범위는 정밀 공정 산업 전반을 아우른다. 연구팀은 나노 3D프린팅 노즐 제어와 미세 구리 전기도금 과정의 관로 막힘 해결, 구강 상피 세포벽 침습 등에서 판별 성능을 검증했다. 표재연 박사는 광물리 현상에 대한 이해를 바탕으로 기존 공정의 안정성 문제를 해결했다고 분석했다. 재료나 환경 제약 없이 전등 하나로 구현할 수 있어 산업 현장의 범용성이 높다는 설명이다.

KERI는 원천 기술의 특허 출원을 마쳤으며 기술 이전과 수요 기업 발굴을 통해 상용화에 착수할 계획이다. 나노 3D프린팅과 디스플레이, 반도체 등 초정밀 공정이 요구되는 분야에서 공정 안정성을 확보하는 기반 기술로 활용될 전망이다.