3차원 능동 광 제어 기술의 모식도.KAIST 제공
KAIST 물리학과 박용근 교수팀이 3차원 물체를 빛으로 제어는 홀로그래피 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
기존의 광 제어 기술은 렌즈를 이용해 작은 레이저 광 초점을 만들면 주변 미세 물체가 달라붙도록 하는 방식이다.
그러나 이 기술은 물체의 모양이 복잡하면 물체를 안정적으로 포획하기 어렵다.
박용근 교수팀은 3차원 홀로그래픽 현미경으로 물체의 3차원 정보를 실시간 측정한 뒤 그 정보를 바탕으로 물체를 효과적으로 제어할 수 있는 광학 패턴을 정밀히 계산해 입사하는 방식으로 새로운 레이저 포획 기술을 개발했다.
물리적으로 에너지를 최소화할때 발생하는 현상을 이용한 것으로, 연구팀은 빛과 물체의 모양이 같아질 때 물체가 갖는 에너지가 최소화돼 복잡한 형상의 물체더라도 안정적으로 포획할 수 있음을 확인했다.
이 기술은 물체가 다양한 위치, 방향, 모양을 갖게 제어해 물체의 3차원 운동을 자유자재로 제어하고 원하는 모양으로 만들 수 있다. 또한 세포를 변형시킬 때 세포의 반응을 정량적으로 분석할 수 있다.
박 교수팀은 이 기술로 세포들 간의 상호를 연구하거나 미세한 물체를 제작하고 조립하는 새로운 응용 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
논문의 1저자인 김규현 박사는 “생물 물리학 연구, 부유 물질 및 나노 물체 조립 등의 다양한 분야에 응용 가능할 것”이라고 설명했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 5월 22일자 온라인 판에 게재됐다.
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