| 초록 |
3. 사업개요 가. 연구현황 및 중요성 Terahertz파(THz)는 0.1∼10 THz의 주파수 성분을 갖는 전자기파(주기로는 picosecond)를 일컬으며 밀리미터파와 원적외선사이의 주파수대역에 해당하는 전자파이다. 이 대역은 효율적인 광원이 개발되지 않아 전자기파 스펙트럼에서 유일하게 활발히 사용되지 않고 있는 전자기파 대역이다. 이러한 의미에서 이 대역을 'Terahertz Gap' 이라고 부르고 있으며 최근 많은 연구자들이 이 빈 대역을 메우려는 “Filling Terahertz Gap'의 노력이 전자공학과 광학적 방법으로 활발히 진행되고 있다. 이 대역은 특히 마이크로파와 광파의 장점을 모두 이용할 수 있다는 점에서 미래 신성장동력기술과 연계된 첨단과학기술을 개발하는데도 주목을 받고 있으며 최근 CW나 pulse 형태로 최고 10MW급의 출력까지도 THz radiation 발생이 가능하게 되었다. THz 기술은 다양한 과학기술의 경계에 있어 그 자체가 “융합형 과학기술”의 성격이 강하다. 전자정보공학과 광학의 중간에 위치함으로 두 영역의 기술을 모두 필요로 하며 두 기술이 융합할 때 우리의 상상을 뛰어넘는 새로운 breakthrough를 통해 획기적인 응용이 기대되며 최근에는 이러한 증거로서 많은 분야에 응용되고 있다. 2005년 1월에는 일본의 문부과학성에 의해“국가전략추진 10대 기간기술”의 첫 번째로 선정되었고 2004년 2월 미국 MIT대학에서 발행하는 MIT Technical Review에서 세상을 바꿀 '10대 신기술(Emerging Technologies)'의 하나로도 선정되었다. THz 파는 마이크로파나 광파가 투과할 수 없는 물질들을 쉽게 통과하고 수분에 잘 흡수되는 특성을 가지고 있기 때문에 특히 의학, 의공학, 생화학, 식품공학, 공해, 보안검색등의 산업분야에 점점 확산되고 있다. 또한 의료영상, 검사, 물성/분자/생명 연구, 통신, 가스 검출등에 활용되고 있다. 유럽의 THz network인 TeraNova의 연구개발 활동으로 NATO meeting이 있다. 이 meeting의 2007년 보고서에는 THz파가 돌연변이의 존재를 확인하는데 꼭 필요한 DNA의 binding state를 구분할 수 있는 능력을 가지고 있어, biomedical 분야에서 THz파와의 interaction이 매우 중요한 역할을 하며 앞으로 많은 놀라운 기회를 제공할 것이라고 보고하고 있다. Cell, bio-molecule 및 tissue 등 다양한 크기의 생체진단과 데이터는 궁극적으로 문제의 생체(종양, 암등)를 구분할 수 있는 기본 능력을 제공할 것이며 THz만이 가지는 THz-Bio interaction은 “target-specific한 구분능력”(분자구분능력)으로 말미암아 기존의 다른 영상장치들과 더불어 인류복지에 이바지 할 것으로 기대된다. 예를 들면 X-선의 발견(1895, 뢴트겐, 1901 '제1회 노벨물리학상 수상')과 동시에 X-선 영상이 이루어졌고, 수학, detector 물리, 전자공학, 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 X-선 단층촬영(1972, Hounsfield, Cormack, '1979 노벨의학상 수상')로 이어졌다. 감마선에서도 감마 카메라(Anger, 1957)의 발명에서 SPECT, PET 등의 첨단 의학영상시스템으로 이어졌으며, 최근에는 PET/CT, PET/MR 등 '퓨전 의료영상기기' 로 발전하고 있다. 자기공명영상(1973, Lauterbur, '2003 노벨의학상 수상')의 경우는 핵자기공명현상(1946, Block, Purcell, '1952 노벨 물리학상 수상')을 이용한 RF 대역의 영상으로 인체 내의 구조(anatomical structure) 뿐만 아니라 다양한 물리/생리 대사와 관련한 파라미터들(perfusion, diffusion, blood flow, T1, T2 relaxations)의 영상화와 함께 기능영상(fMRI)으로 영역을 확대하고 있다 최근 들어 분자레벨의 영상(molecular imaging)이 암이나 심근경색 등 다양한 질환의 조기 진단에 핵심적인 역할을 할 것으로 각광을 받고 있다. (출처 : 본문 35~36p) |
