1나노는 머리카락 1만분의 1의 두께를 의미하는 단위이다. 반도체를 비롯한 전반적인 산업에 핵심적 분야인 초미세 나노과학은 국가경쟁력 성장의 기반이 될 만큼 중요하다. 이런 가운데 선문대학교 나노과학기술연구소는 최성수 소장의 지휘아래 세계에서 가장 작은 크기의 금속 나노포어(나노크기의 구멍을 만드는 기술)를 확보해 지역과 국가 발전에 일익을 담당하고 있다.
선문대 나노과학연구소 최성수 소장 ⓒ대한뉴스
금속나노포어테크놀로지는 차세대 DNA sequencing 핵심기술
나노과학기술연구소는 1992년 반도체 관련분야 인재 양성을 육성하고 산학 협력을 통해 충남 아산지역의 연구 활성화를 위해 설립되었다. 차세대 나노 과학을 이용한 바이오 물질 연구를 진행 중인데 나노과학기술연구소는 최근 미국의 버클리대학, 영국의 킹스칼리지와 금속나노포어테크롤로지 공동 연구를 추진하고 있다. 세계적 수준의 대학이 충남지역의 연구소와 공동 연구를 추진한다는 사실도 놀랍지만 국내연구소 주관으로 연구가 진행된다는 것이 고무적이다. 이는 나노과학기술연구소가 세계에서 가장 작은 금속 나노포어을 만드는데 성공했기 때문이다. 금속나노포어를 통한 기술의 적용 분야는 DNA sequencing(염기서열분석), 차세대 컴퓨터 등 무궁무진하다. 지금의 기술 수준으로는 DNA 시컨싱을 하는데 많은 돈이 소요되고 시간이 오래 걸려 미국의 국가 인간 제놈 연구소(NHGRI)에서 2015년까지 24시간 이내, 비용을 1000달러 이하로 낮출 수 있는 기술개발을 목표로 하고 있다.
세계적 수준의 연구성과를 발표한 최 소장은 후학양성을 통해 지금까지의 성과에 안주하지 않고 지속적인 발전을 도모하고 있다.ⓒ대한뉴스
그러기 위해선 대량분석이 가능한 나노포어테크놀로지의 확보가 핵심적이다. 지금까지는 금속이 아닌 비금속을 통해 10nm, 5nm의 나노포어를 만들었지만 염기서열을 대량으로 분석하는데 한계가 있었다. 비금속은 나노포어를 만들기는 쉽지만 DNA의 특성분석이 어렵기 때문이다. 최성수 소장이 세계 최초로 만든 금속 나노포어가 주목받는 이유는 금속 나노포어는 그 구멍주위에 전자기장을 백만배 이상 증폭시키기 때문인데 SERS(표면라만분석기) 를 이용하여 금속포어 구멍을 통한 DNA sequencing이 광학적으로 가능하기 때문이다. 최 소장이 개발한 금속 나노포어 행렬을 통하여 DNA sequencing 기기의 대량 생산과 분석이 가능해지기 때문에 세계 유수의 대학들이 공동 연구를 제안했다. 나노과학기술연구소가 교육과학기술부로부터 국가지정연구소로 지정되어 받은 지원과 최 소장의 부단한 노력의 결과로 차세대 NT(나노테크놀로지)와 BT(바이오테크놀로지)의 융합 핵심기술이 탄생한 것이다. 최근에는 서울대학교 전자공학부 박남규교수팀의 국제공동연구팀(GRL, 초고속정보처리를 위한 플라즈모닉 집적회로 연구 센터), 물리천문학부 김대식교수의 파장한계연구센터(Subwavelength Optics Center)의 일원으로서 플라즈몬형 나노포어 구멍 제작연구지원을 받고 있다. 한편, 그는 이공계를 기피하는 현상 때문에 한국학생의 비중이 점점 줄어들고 외국인의 비중이 높아지는 현실을 안타까워하면서 최대한 자신의 기술을 후학들에게 전해주고 싶다는 뜻을 내비쳤다. 서울대, 인천대, 충북대 등과 공동연구를 진행하고 카이스트 나노팹과의 교류도 활발히 진행 중이다. 최 소장은 “연구하지 않는 대학은 죽은 대학입니다”라며 “대학의 목표는 연구의 활성화를 통해 핵심기술을 개발하고 관련 산업 인력양성에 있어야 합니다”라고 정부의 연구기관에 대한 지원을 당부했다.
세계에서 가장 작은 나노크기의 금속포어(구멍)의 개발을 통해 DNA 분석이 광학적으로 가능하게 되었다. ⓒ대한뉴스
연구 지원이 부족한 상황에서 그는 끊임없이 성실하게 연구하는 자세가 가장 중요하며 항상 노력하면 언젠간 성과가 나타날 것이라고 학생들에게 독려한다고 강조했다. 차세대 나노과학 핵심기술 개발을 통해 국가의 발전에 기여하고자 하는 선문대 나노과학기술연구소와 최성수 소장이 항상 끊임없는 연구활동을 통해 앞으로 또 어떤 기술을 개발할 수 있을지 기대가 된다.
하준수 기자
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