복강경 기반 형광영상 광역학 치료 기술
[경남=일요신문] 박영천 기자 = 유네스코(UNESCO)는 지난해 11월 ‘세계 빛의 날(International Day of Light)’을 제정을 선포했다. 매년 5월 16일을 ‘세계 빛의 날’ 기념하기로 한 것이다.
2015년 ‘세계 빛의 해(IY2015)’가 큰 호응을 얻자, 그 연장 선상에서 광학과 광기술의 중요성을 인식시키기 위함이라고 밝혔다. ‘세계 빛의 해’는 빛을 기반으로 하는 과학기술이 인류에게 얼마나 중요한지 그 인식을 국제적으로 높이는 UN의 기념행사였다.
#왜 5월 16일일까?
세계 빛의 날은 물리학자이자 기술자인 시어도어 메이먼(Theodore Maiman)이 1960년에 레이저를 성공적으로 작동시킨 날을 기념했다. 인류가 처음으로 빛을 제어했다는 데에 의미를 부여했다.
유네스코는 레이저라는 과학적 발견이 인류의 커뮤니케이션과 건강 관리 향상을 비롯해 다른 많은 분야에서 사회에 혁명적인 이익 준 완벽한 예라고 판단하고 있다. 더 나아가, 레이저와 과학에 그치는 것이 아니라, 예술, 문화, 엔터테인먼트 등 빛이 존재하는 곳이라면 무엇이든지 다룰 예정이라고 한다.
빛은 시각과 공연 예술, 문학 등 인류의 문화에 큰 영향을 미쳤다. 유네스코는 빛을 통해 과학과 문화 사이 사이의 경계를 허무는 중요한 다리 역할이 될 것을 기대하고 있다.
빛은 또한 인류가 과학을 이해하고 기술을 발전시키는 중심에 있다. 수 세기에 걸쳐, 이븐 알 하이텀(Ibn Al Haytham)에서 아인슈타인(Einstein)에 이르기까지 모든 과학계의 주요 인물들이 빛과 빛의 특성에 대한 연구 진행했고, 이는 과학의 모든 분야에 혁명을 일으켰다.
감마선에서 전파에 이르는 빛의 스펙트럼은 우주의 기원에서부터 우리 사회를 형성한 기술에 이르기까지 광범위하고 가까운 통찰력을 제공했다. 나노 전자 공학, 양자 광학, 초소형 과학 등과 같은 분야의 첨단 연구는 새로운 근본적인 발견을 고무시키고 새로운 과학적 영역을 개척하고 있다. 광학과 빛을 기반으로 하는 기술은 정보에 대한 접근을 제공하고 지속 가능한 발전을 촉진하며 삶의 행복과 수준을 높였다.
많은 광학 기술의 응용은 의학, 통신, 에너지 생산 기술의 발전을 이끌었다. 특히, 현대인이 가장 많이 사용하는 스마트폰과 같은 첨단 기술을 비롯해 인터넷 등 통신할 수 있는 광섬유 기술에 이르기까지, 빛은 과학, 기술, 산업 그리고 삶에서 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관련성을 갖고 사회의 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있다.
#현재 진행 중인 우리나라의 ‘빛 연구(광기술)’는?
그렇다면, 국내에서 진행하고 있는 광기술(빛 연구)는 어떤 것이 있을까. 과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관 한국전기연구원(KERI)에서는 지난 2015년 친환경적이면서 초미세 영역에서 가공이 가능한 극초단 레이저 기술을 개발해 관련 업계에 기술이전한 바 있다.
펨토초(femto second:fs) 레이저는 1000조분의 1초(10-15초)라는 극히 짧은 펄스폭을 갖는 레이저를 말한다. 펨토초 레이저의 경우 이제 막 산업용 장비에 도입하는 단계다.
기존의 나노초 레이저나 연속파 레이저에 비교해 펄스폭이 짧고 첨두 출력이 세기 때문에 광범위한 분야에 적용이 가능한 미래 산업 기본 기술로 인식되는 기술이다.
한국전기연구원(KERI)이 세계 최고 수준의 펨토초 레이저 광원 제작 기술을 보유함으로서 미국, 독일, 일본 등 글로벌 기업들과의 펨토초 레이저 및 응용기술 경쟁에서 우위를 점하는 한편, 반도체, 디스플레이, 태양전지, 발광반도체 등 다양한 산업분야에서 차세대 초미세 레이저 가공 응용성도 확보했다.
또, 빛을 이용해 암의 진단과 치료가 가능한 의료기기 기술도 개발되고 있다. 한국전기연구원(KERI) 광학의료기기연구팀이 개발한 ‘복강경 기반 형광영상 광역학 치료 기술’이 대표적이다.
이 기술은 고출력 LED 광원과 반도체 레이저를 이용해 빛으로 암을 정확하게 진단하고 표적 치료할 수 있는 차세대 암치료 기술이다.
의료계 현장 수요를 출연연구기관이 적극 반영해 개발한 사례로 이 기술을 활용하면 부작용을 최소화하면서 보다 효율적으로 암을 진단·치료할 수 있다. 생존율이 매우 낮은 췌장암과 담도암의 치료 효과를 크게 높일 것으로 기대하고 있다.
KERI는 이외에도 첨단 광학기술과 상용화 기술을 응용하여 고해상도 전자 내시경, X선 영상기기, 광기반 수술가이드용 영상기기, 의료용 펨토초 레이저, 암치료용 LINAC, 표적지향적 광치료 시스템 등 다양한 첨단 의료기기 연구를 진행하고 있다.
한편, 유네스코는 2018년 5월 16일 ‘세계 빛의 날’을 맞아 일상 생활에서의 빛의 역할을 축하하기 위해 유네스코 사무 총장을 비롯해 저명한 과학자들이 대거 참여하는 행사를 개최한다고 밝혔다.
2017년 캘리포니아 공과 대학 물리학 노벨상을 수상한 킵 손과 1997년 노벨 물리학 상을 수상한 프랑스의 클로드 코엔 타누지 등 과학자들은 빛을 기반으로 한 기술이 의학, 교육, 농업, 에너지 분야에서 인류가 당면한 시급한 과제에 어떻게 기여할 수 있는지를 논의할 예정이다.
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