고려대 최원식 교수팀, 공명현상으로 복잡한 물질 투과하는 빛 개발

국내 연구진이 빛을 증폭해 피부 속까지 볼 수 있는 기술을 개발했다. 왼쪽부터 최원식 교수, 최원준 박사, 김문석 박사, 윤창형 박사과정생, 박규환 교수

국내 연구진이 빛을 증폭시켜 피부 속까지 효과적으로 전달할 수 있는 방법을 개발했다. 이 기술이 상용화될 경우 의료영상장비 해상도를 높일 수 있어 조기 진단이 어려운 초기 암도 쉽게 발견할 수 있다.

보통 병원에 가면 초음파영상, 자기공명영상(MRI) 등을 이용해 몸 속을 들여다본다. 이 기기들은 초음파나 전자파를 영상으로 바꿔서 보여주기 때문에 해상도를 높이는데 한계가 있다.

눈에 보이는 빛(가시광선)을 이용하는 것이 가장 좋지만, 문제는 빛이 피부처럼 복잡한 물질을 만나면 대부분 흩어져, 영상장비에 적용하기가 부적합하다는 것이다. 고려대 물리학과 최원식 교수팀은 빛의 공명현상을 이용해 복잡한 물질을 통과시키는 데 성공했다고 7월 31일 밝혔다. 공명은 외부 진동이 물체의 고유진동수와 일치해 진폭이 급격히 커지는 현상이다.

연구팀은 액정 디스플레이 장치와 렌즈들을 연결해 특수한 빛을 만들었다. 이 빛을 작은 입자로 이뤄진 복잡한 물질에 쬐자, 공명을 일으켜 투과 에너지가 이론적으로 가능한 최대치(기존의 4배)까지 커지며 내부 깊숙이 들어가는 것을 확인했다.

최 교수는 “‘복잡한 물질 속에서 빛이 공명한다’는 개념은 지난 30년 동안 이론적으로만 예측되던 것으로 이번 연구는 이론을 실험적으로 증명했다는데 큰 의미가 있다”며 “이 빛은 인체에 무해해 질병 진단은 물론, 빛의 에너지를 높이면 암세포만 골라 죽이는 ‘광 치료법’으로도 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 광학’ 7월 22일자 온라인판에 실렸다.

동아사이언스 이재웅 기자 ilju2@donga.com