권오필 아주대 응용화학생명공학과 교수가 전자를 강하게 잡아당길 수 있는 분자구조를 갖춘 새로운 티레이 광원 소재를 개발했다고 10일 밝혔다. 연구는 키이스 넬슨 미국 메사추세츠공대(MIT) 화학과 교수팀과 공동으로 진행, 어드밴스드 매터리얼즈 표지 논문으로 선정됐다.
논문 제목은 '고효율 테라헤르츠파를 발생시키는 새로운 종류의 비선형광학 유기결정'이다.
'꿈의 전자파'로 불리는 티레이는 빛의 영역과 전파 영역 사이에 존재한다. 빛과 전파 두 가지 특성을 동시에 갖는 전자기파다. 인간 눈으로는 확인할 수 없는 물체 내부를 투과할 수 있어 위험물 탐지를 비롯한 보안 분야, 의료와 환경, 산업계에서 다양하게 응용할 수 있다. 특히 단단한 물질만을 투과하는 X레이와 달리 티레이는 고체뿐 아니라 액체 종류까지 식별할 수 있다. 인체에도 무해하다.
티레이는 미래 기술의 하나로 주목받아 왔다. 그러나 티레이 광원 소재가 저출력에 광대역을 포괄하지 못했다. 때문에 분석할 수 있는 물질의 다양성과 정확도에 한계가 있었다.
권오필 교수 연구팀은 높은 효율을 가진 티레이 광원 소재를 개발하기 위해 공동 연구를 진행해 결실을 맺은 것이다.
고출력의 티레이를 발생시키기 위해서는 고효율 분자가 결정 내에서 완벽한 비대칭 배열을 하는 광원 소재 개발이 필수적이다. 권 교수팀은 광원 소재의 화학구조를 변화시킴으로써 동시에 전자를 강하게 잡아당길 수 있는 화학구조를 도입했다. 이를 통해 고출력 티레이를 발생시키는 무기구조를 사용함으로써 기존 티레이 광원에 비해 10배 이상 효율이 높아졌다.
권오필 교수는 “티레이 광원 소재로 활용되는 기존 유기결정에 전자를 강하게 잡아당기는 구조를 도입하게 되면 결정 내 분자들이 대칭 배열을 이루어 티레이 발생효율이 낮아지는 문제점이 있었다”며 “그동안 티레이 광원 소재 개발의 한계로 여겨졌던 부분”이라고 설명했다.
이경민 성장기업부(판교)기자 kmlee@etnews.com
